DE202017105404U1 - Determination of the writing direction by means of inertial sensors - Google Patents

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Abstract

Elektronischer Schreibstift (100) mit Schreibstiftpositionserkennung, umfassend eine Schreibmine, wenigstens eine elektrische Spannungsquelle, wenigstens eine digitale Recheneinheit, wenigstens ein Datenübertragungsmodul sowie eine inertiale Positionsbestimmungssensorik zur Erfassung von Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes, wobei der elektronische Schreibstift (100) konfiguriert ist für eine initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y (107, 108) auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat (106) und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat,dadurch gekennzeichnet, dassdie inertiale Positionsbestimmungssensorik konfiguriert ist zur Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen des elektronischen Schreibstiftes entlang der X-Achse (107) und entlang der Y-Achse (108) für eine Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat (106), wobei für jedes Achsrichtungspaar die Achsrichtung der X-Achse (107) und die Achsrichtung der Y-Achse (108) orthogonal zueinander sind,und wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, eine Schreibrichtung zu bestimmen basierend auf der Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles (312).An electronic pen (100) with stylus position detection, comprising a writing lead, at least one electrical voltage source, at least one digital arithmetic unit, at least one data transfer module, and an inertial position sensor for detecting the location and movement of the electronic pen, the electronic pen (100) being configured for initial definition of a write coordinate system having two mutually orthogonal axes X, Y (107, 108) on a two-dimensional write substrate (106) and an axis Z perpendicular to the two-dimensional write substrate, characterized in that the inertial location sensor is configured to determine accelerations and acceleration profiles of the electronic A stylus along the X-axis (107) and along the Y-axis (108) for a plurality of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis on the writing substrate (1 06), wherein for each axis-direction pair, the axis direction of the X-axis (107) and the axis-direction of the Y-axis (108) are orthogonal to each other, and wherein the digital computing unit is configured to determine a writing direction based on the determination of at least one characteristic property an acceleration profile (312) determined by the inertial position determining sensor.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schreibstift der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to an electronic pen specified in the preamble of claim 1. Art.

Die ständig zunehmende Verwendung von elektronischen Informations- und Kommunikationssystemen, insbesondere von Personal Computern (PCs), Laptops, Tablets und Smartphones in Alltag, Freizeit und Arbeitswelt macht es sinnvoll, Verbesserungen von Mensch-Maschine-Schnittstellen zu entwickeln.The ever increasing use of electronic information and communication systems, especially personal computers (PCs), laptops, tablets and smartphones in everyday life, leisure and work makes it useful to develop improvements of human-machine interfaces.

Als Mensch-Maschine-Schnittstellen sind dabei neben Eingabevorrichtungen wie Tastatur, Maus oder berührungsempfindlichen Oberflächen insbesondere elektronische Schreibstifte von Interesse. Elektronische Schreibstifte haben dabei unter anderem den Vorteil, dass sie die Funktionalität und Einfachheit des Schreibens mit einem Stift auf einem Schreibsubstrat mit den vielfältigen Möglichkeiten elektronischer Datenverarbeitung verbinden können. Dabei ist es wünschenswert, dass sich der elektronische Schreibstift einem konventionellen Stift so weit wie möglich in Erscheinung und Handhabung ähnelt.As human-machine interfaces are in addition to input devices such as keyboard, mouse or touch-sensitive surfaces in particular electronic pens of interest. Amongst other things, electronic pens have the advantage that they can combine the functionality and simplicity of writing with a pen on a writing substrate with the many possibilities of electronic data processing. It is desirable that the electronic pen resemble a conventional pen as much as possible in appearance and handling.

In der WO 02/07424 A2 wird beispielsweise ein elektronisches Informationssystem zur Handschriftenerfassung beschrieben, welches einen Stift und ein Tablett mit druck- bzw. induktionsempfindlicher Oberfläche aufweist und bei der die Bewegungen des Stiftes bzw. der Stiftspitze wahlweise von der druck- bzw. induktionsempfindlichen Oberfläche des Tabletts oder von Beschleunigungssensoren oder optischen Sensoren erfasst werden.In the WO 02/07424 A2 For example, an electronic information system for handwriting detection is described, which has a pen and a tray with pressure- or induction-sensitive surface and in which the movements of the pen or the pen tip optionally from the pressure or induction-sensitive surface of the tablet or acceleration sensors or optical Sensors are detected.

Die Sensordaten können dann an einen PC drahtlos übermittelt werden, der basierend auf den empfangenen Stiftbewegungsdaten eine Handschriftenerfassung durchführen kann.The sensor data may then be wirelessly communicated to a personal computer capable of handwriting detection based on the received pen movement data.

Nachteilig bei bekannten elektronischen Schreibstiften und elektronischen Informationssystemen zur Schrifterfassung ist jedoch die Notwendigkeit einer externen Positionsreferenz, wie beispielsweise ein vorgegebenes Referenzmuster auf dem Schreibsubstrat, welches über eine Kamera im elektronischen Schreibstift ausgewertet und zur Positionsbestimmung verwendet wird. Will man ohne diese externe Referenz auskommen, können bisher die Bewegungs- und Positionsdaten des elektronischen Schreibstiftes, insbesondere in Bezug auf ein Schreibsubstrat, nicht immer hinreichend genau erfasst werden, was beispielsweise zu einer fehlerhaften Bestimmung der Schreibstiftbewegung führen kann.However, a disadvantage of known electronic pens and electronic information systems for recording text is the need for an external position reference, such as a predetermined reference pattern on the writing substrate, which is evaluated via a camera in the electronic pen and used for position determination. If you want to make do without this external reference, so far the motion and position data of the electronic pen, especially with respect to a writing substrate, not always be detected with sufficient accuracy, which may for example lead to an erroneous determination of the pen movement.

Aufgabetask

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen elektronischen Schreibstift zu verbessern, z.B. hinsichtlich der Genauigkeit, sodass Bewegungen und Positionen des elektronischen Schreibstiftes auf einem Schreibsubstrat erfasst werden können, und insbesondere z.B. die Schreibrichtung des elektronischen Schreibstiftes auf einem Schreibsubstrat erfasst werden kann, selbst wenn keine externe Referenz zu Hilfe genommen wird.It is therefore an object of the invention to improve an electronic pen, e.g. in terms of accuracy, so that movements and positions of the electronic pen on a writing substrate can be detected, and in particular e.g. the writing direction of the electronic pen can be detected on a writing substrate even if no external reference is used.

Lösungsolution

Dies wird erfindungsgemäß durch einen elektronischen Schreibstift nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This is inventively achieved by an electronic pen according to claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Es sei dabei zunächst vorangestellt, dass unter dem Begriff der Schreibrichtung beispielsweise eine Linie verstanden werden kann, welche verschiedene aufeinanderfolgende Schreibmuster, z.B. Zeichen, Buchstaben, Wörter, verbinden kann, und wobei sich die Richtung der Schreibrichtung auf die chronologische Reihenfolge beziehen kann, in der die aufeinanderfolgenden Schreibmuster mit dem elektronischen Schreibstift geschrieben wurden.It should first be understood that the term "writing direction" can be understood, for example, as meaning a line containing various consecutive writing patterns, e.g. Characters, letters, words, and where the direction of the writing direction may refer to the chronological order in which the consecutive writing patterns were written with the electronic pen.

Ein beispielhafter erfindungsgemäßer elektronischer Schreibstift kann dabei eine Schreibmine, wenigstens eine elektrische Spannungsquelle, wenigstens eine digitale Recheneinheit, wenigstens ein Datenübertragungsmodul sowie eine inertiale Positionsbestimmungssensorik zur Erfassung von Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes umfassen.An exemplary electronic writing pen according to the invention can comprise a writing lead, at least one electrical voltage source, at least one digital computing unit, at least one data transmission module and an inertial positioning sensor system for detecting the position and movement of the electronic pen.

Dabei kann der elektronische Schreibstift konfiguriert sein für eine initiale Festlegung eines dreidimensionalen Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat. Mit anderen Worten liegen die zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y in der zweidimensionalen Schreibsubstratebene.In this case, the electronic pen can be configured for initial definition of a three-dimensional writing coordinate system having two mutually orthogonal axes X, Y on a two-dimensional writing substrate and an axis Z perpendicular to the two-dimensional writing substrate. In other words, the two orthogonal axes X, Y lie in the two-dimensional writing substrate plane.

Die inertiale Positionsbestimmungssensorik kann dabei konfiguriert sein zur Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen, insbesondere von ein-dimensionalen Beschleunigungsprofilen, des elektronischen Schreibstiftes entlang der X-Achse und entlang der Y-Achse für eine Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat, wobei für jedes Achsrichtungspaar die Achsrichtung der X-Achse und die Achsrichtung der Y-Achse orthogonal zueinander sind.The inertial positioning sensor system may be configured for determining accelerations and acceleration profiles, in particular one-dimensional acceleration profiles, of the electronic stylus along the X-axis and along the Y-axis for a plurality of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis. Axis on the writing substrate, wherein for each Achsrichtungspaar the axial direction of the X-axis and the axis of the Y-axis are orthogonal to each other.

Die inertiale Positionsbestimmungssensorik kann zudem konfiguriert sein zur Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen im dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem des Stiftkörpers, worin die Längsachse des elektronischen Schreibstiftes eine Achse des Stiftkörperkoordinatensystems festlegen kann. The inertial positioning sensor system may also be configured to determine accelerations and acceleration profiles in the three-dimensional orthogonal coordinate system of the pen body, wherein the longitudinal axis of the electronic pen can define an axis of the pen body coordinate system.

Das Stiftkörperkoordinatensystem kann dabei unter anderem z.B. wie folgt in ein Schreibkoordinatensystem transformiert werden.The pen body coordinate system may include but not limited to e.g. be transformed into a writing coordinate system as follows.

Beispielsweise kann durch eine Auswertung der durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik gewonnenen Beschleunigungsinformationen im Stiftkörperkoordinatensystem die Richtung des Erdschwerefeldes bzw. der Winkel der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes in Bezug zur Schwerkraftrichtung festgestellt werden und so beispielsweise ein Neigungswinkel bzw. Höhenwinkel zwischen der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes und einem Schreibsubstrat / einer Schreibsubstratebene festgelegt werden.For example, by evaluating the acceleration information obtained by the inertial positioning sensor system in the pen body coordinate system, the direction of the gravitational field or the angle of the longitudinal axis of the electronic pen relative to the direction of gravity can be determined, such as an angle of inclination between the longitudinal axis of the electronic pen and a writing substrate / a writing substrate level.

Dabei kann beispielsweise für eine erste Orientierung beider Koordinatensysteme zueinander die Projektion der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes auf die Schreibsubstratebene bzw. Papierebene als Winkelhalbierende eines Schreibkoordinatensystems aufgefasst werden, wobei beispielsweise die Projektion der Längsachse dabei z.B. aus der Verbindung zweier Punkte erhalten wird: z.B. aus der Verbindung vom Aufsetzpunkt der Spitze/Schreibspitze des elektronischen Schreibstiftes, beispielhafte Schreibminenspitze, und z.B. dem Lotfußpunkt der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes durch den Abschluss des Gehäuses des elektronischen Schreibstiftes (oder jedem anderen Punkt entlang der Längsachse, der nicht mit der Schreibspitze zusammenfällt) auf der Blattebene / Schreibsubstratebene.In this case, for example, for a first orientation of both coordinate systems to one another, the projection of the longitudinal axis of the electronic pen on the writing substrate plane or plane of paper can be regarded as an angle bisector of a writing coordinate system, wherein, for example, the projection of the longitudinal axis is e.g. is obtained from the connection of two points: e.g. from the connection from the point of attachment of the tip / writing tip of the electronic pen, exemplary writing tip, and e.g. the Lotfußpunkt the longitudinal axis of the electronic pen by the completion of the housing of the electronic pen (or any other point along the longitudinal axis, which does not coincide with the writing tip) on the leaf level / Schreibsubstratebene.

Der Ursprung des Schreibkoordinatensystems kann dann z.B. durch einen/den ersten Aufsetzpunkt der Schreibspitze festgelegt werden und die Achsen X, Y des Schreib- bzw. Schreibsubstratkoordinatensystems können z.B. durch eine Rotation um einen beispielshaften Winkel ±45° aus der projizierten Schreibstiftlängsachse erzeugt werden.The origin of the writing coordinate system may then be e.g. can be determined by a first touchdown point of the writing tip and the axes X, Y of the writing or writing substrate coordinate system can e.g. be generated by rotation about an exemplary angle ± 45 ° from the projected pen longitudinal axis.

Dabei ist beispielsweise jedoch der Azimutwinkel des elektronischen Schreibstiftes bzw. der Azimutwinkel der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes in Bezug zum Schreibsubstrat / einer Schreibsubstratebene zunächst unbekannt.However, for example, the azimuth angle of the electronic pen or the azimuth angle of the longitudinal axis of the electronic pen with respect to the writing substrate / a writing substrate plane is initially unknown.

Die beispielhaft beschriebene Transformation von Koordinaten eines orthogonalen Schreibstiftkoordinatensystems, dessen eine Achse mit der Längsachse des Schreibstiftes zusammenfällt, in ein mögliches orthogonales Schreibkoordinatensystem auf der Schreibsubstratebene kann also auf einem durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Neigungswinkel beruhen und auf einem bestimmten oder angenommenen Azimutwinkel.The example described transformation of coordinates of an orthogonal pen coordinate system whose one axis coincides with the longitudinal axis of the pen, in a possible orthogonal writing coordinate system on the writing substrate plane can therefore be based on a determined by the inertial positioning sensor tilt angle and a certain or assumed azimuth angle.

Mit anderen Worten kann beispielsweise die Lage des elektronischen Schreibstiftes bzw. die Lage der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes relativ zur Schreibsubstratebene nur auf einem Kegel bzw. Kegelmantel verortet werden, dessen Spitze auf dem Schreibsubstrat steht und mit der Schreibspitze des elektronischen Schreibstiftes zusammenfällt. Die Winkelposition bzw. der Azimutwinkel der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes auf diesem Kegel ist dagegen zunächst nicht bekannt.In other words, for example, the position of the electronic pen or the position of the longitudinal axis of the electronic pen relative to the writing substrate plane can only be located on a cone or conical surface whose tip is on the writing substrate and coincides with the writing tip of the electronic pen. The angular position or the azimuth angle of the longitudinal axis of the electronic pen on this cone, however, is initially unknown.

Dabei können theoretisch unendlich viele Paare von verschiedenen Achsrichtungen von X- und Y-Achsen in der zweidimensionalen Schreibsubstratebene bei nicht bekanntem Azimutwinkel möglich sein, bzw. verträglich mit einer möglichen Lage des Schreibstiftes sein.In theory, infinitely many pairs of different axial directions of X and Y axes in the two-dimensional writing substrate plane may be possible at an unknown azimuth angle, or be compatible with a possible position of the writing pen.

Mit anderen Worten kann, z.B. bei bestimmtem Neigungswinkel des Schreibstiftes jedes Paar von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse eines Schreibkoordinatensystems in der Schreibsubstratebene, bzw. das durch besagtes Paar beschriebene Schreibkoordinatensystem, jeweils durch einen Azimutwinkel beschrieben werden.In other words, e.g. at a certain inclination angle of the pen, each pair of different axis directions of the X-axis and Y-axis of a writing coordinate system in the writing substrate plane, and the writing coordinate system described by said pair, respectively, are described by an azimuth angle.

Aus dieser Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse gilt es also dasjenige Paar, bzw. diejenigen Achsrichtungen bzw. den Azimutwinkel, zu finden, bei dem eine Achse eines Paares, z.B. eine/die X-Achse, mit der tatsächlichen Schreibrichtung übereinstimmt.From this multiplicity of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis, it is therefore necessary to find that pair, or those axial directions or the azimuth angle, in which one axis of a pair, e.g. one X axis corresponds to the actual writing direction.

Wie erwähnt kann die inertiale Positionsbestimmungssensorik konfiguriert sein zur Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen, insbesondere ein-dimensionalen Beschleunigungsprofilen, in orthogonalen Koordinatensystemen und Beschleunigungen bzw. Beschleunigungsprofile im Schreibstiftkoordinatensystem können transformiert werden zu Beschleunigungen bzw. Beschleunigungsprofilen in einem Schreibkoordinatensystem auf der Schreibsubstratebene und umgekehrt.As mentioned, the inertial positioning sensor system may be configured to determine accelerations and acceleration profiles, particularly one-dimensional acceleration profiles, in orthogonal coordinate systems and accelerations profiles in the pen coordinate system may be transformed to accelerations profiles in a writing coordinate system on the writing substrate plane and vice versa.

Die inertiale Positionsbestimmungssensorik kann also konfiguriert sein zur Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen, insbesondere ein-dimensionalen Beschleunigungsprofilen, des elektronischen Schreibstiftes entlang einer/der X-Achse und entlang einer/der Y-Achse für eine Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat, wobei für jedes Achsrichtungspaar die Achsrichtung der X-Achse und die Achsrichtung der Y-Achse orthogonal zueinander sind.Thus, the inertial positioning sensor system may be configured to determine accelerations and acceleration profiles, particularly one-dimensional acceleration profiles, of the electronic pen along one X-axis and along one Y-axis for a plurality of pairs of different X-axis axes and Y-axis on the writing substrate, wherein for each Achsrichtungspaar the Axial direction of the X-axis and the axis direction of the Y-axis are orthogonal to each other.

Dabei kann beispielsweise die Auswahl der Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat für die Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile, insbesondere ein-dimensionalen Beschleunigungsprofile, des elektronischen Schreibstiftes entlang einer/der X-Achse und entlang einer/der Y-Achse von der inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmt werden, beispielsweise durch eine Vielzahl von Azimutwinkeln entlang eines Umfangs des oben beispielhaft beschriebenen Kegels bzw. Kegelmantels, z.B. mit einer Schrittweite von 30° oder 20° oder 10°.In this case, for example, the selection of the plurality of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis on the write substrate for the accelerations and acceleration profiles, in particular one-dimensional acceleration profiles of the electronic pen along an X-axis and along a / Y axis can be determined by the inertial positioning sensor, for example, by a plurality of azimuth angles along a circumference of the above-described cone or cone, for example with a pitch of 30 ° or 20 ° or 10 °.

Dabei kann die Auswahl der Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat für die Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile, insbesondere ein-dimensionalen Beschleunigungsprofile, des elektronischen Schreibstiftes entlang einer/der X-Achse und entlang einer/der Y-Achse von der inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmt werden, bzw. die Auswahl der den Paaren zuordbaren Azimutwinkel, beispielsweise von der digitalen Recheneinheit des elektronischen Schreibstiftes vorgenommen werden.Herein, selection of the plurality of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis on the write substrate for the accelerations and acceleration profiles, particularly one-dimensional acceleration profiles, of the electronic pen along an X-axis and along a Y -Axis can be determined by the inertial positioning sensor system, or the selection of the azimuth angle that can be assigned to the pairs, for example, be performed by the digital computing unit of the electronic pen.

Die Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse(n) und Y-Achse(n) auf dem Schreibsubstrat kann beispielsweise bezeichnet werden durch {Xo, Yo}o, {X1, Y1}1, {X2, Y2}2,.... {Xn, Yn}n, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich Null sein kann. Sofern nicht ausdrücklich anders beschrieben, kann unter dem Begriff der X-Achse und/oder Y-Achse eine der Achsen aus den beispielhaften Paaren {Xo, Yo}o, {X1, Y1}1, {X2, Y2}2,... {Xn, Yn}n verstanden werden, wobei in jedem Paar die jeweiligen Achsen orthogonal zueinander sind.The plurality of pairs of different axis directions of the X-axis (n) and Y-axis (n) on the writing substrate may be denoted by {X o , Y o } o , {X 1, Y 1 } 1 , {X 2 , Y 2 } 2, .... {X n , Y n } n , where n can be a natural number greater than or equal to zero. Unless expressly stated otherwise, one of the axes of the exemplary pairs {X o , Y o } o, {X 1, Y 1 } 1 , {X 2 , Y 2 } 2 , ... {X n , Y n } n , where in each pair the respective axes are orthogonal to each other.

Dabei sind die verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse(n) und Y-Achse(n) so gewählt, dass alle X-Achsen und Y-Achsen der Vielzahl von Paaren in der zweidimensionalen Schreibsubstratebene liegen und die Achsen für ein gegebenes Paar orthogonal zueinander sind.In this case, the different axis directions of the X-axis (n) and Y-axis (n) are selected such that all the X-axes and Y-axes of the plurality of pairs lie in the two-dimensional write substrate plane and the axes are orthogonal to each other for a given pair ,

Besagte durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmbaren Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile des elektronischen Schreibstiftes können dabei Schreibmuster eines Schreibvorgangs mit dem elektronischen Schreibstift repräsentieren, wie beispielsweise Zeichen, Buchstaben oder Wörter. Insbesondere können besagte Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile Sequenzen periodischer Schreibmuster umfassen.Said accelerations and acceleration profiles of the electronic pen that can be determined by the inertial positioning sensor system can represent writing patterns of a writing operation with the electronic pen, such as, for example, characters, letters or words. In particular, said accelerations and acceleration profiles may comprise sequences of periodic writing patterns.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem in der überraschenden Erkenntnis begründet, dass die Auswertung von durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungen bzw. Beschleunigungsprofilen ein mehr oder weniger ausgeprägtes Muster in der zeitlichen Abfolge von Beschleunigungen und Verzögerungen ergibt in Abhängigkeit davon, wie gut die gewählten Schreibkoordinatensystemachsen, also ein gegebenes Paar aus jeweils einer X-Achse und einer Y-Achse, bzw. ein entsprechender dem Paar zuordbarer Azimutwinkel, mit den Achsen desjenigen Schreibkoordinatensystems zusammenfallen in dem die tatsächliche Schreibrichtung parallel zu einer Achse, z.B. der X-Achse, ist, bzw. in dem die tatsächliche Schreibrichtung mit einer Achse, z.B. der X-Achse, zusammenfällt.One aspect of the present invention is based inter alia on the surprising finding that the evaluation of accelerations or acceleration profiles determined by the inertial positioning sensor system results in a more or less pronounced pattern in the time sequence of accelerations and decelerations, depending on how well the selected ones Write coordinate system axes, ie a given pair of each of an X-axis and a Y-axis, or a corresponding azimuthal angle assignable to the pair coincide with the axes of that write coordinate system in which the actual writing direction parallel to an axis, eg the X-axis, or in which the actual writing direction is aligned with an axis, e.g. the X-axis, coincides.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass zu jedem Paar von X-Achse und Y-Achse eine entsprechende zu den beiden Achsen orthogonale Z-Achse festgelegt werden kann, um ein beispielhaftes drei-dimensionales orthogonales Schreibkoordinatensystem definieren zu können.For the sake of completeness, it should be noted that for each pair of X-axis and Y-axis, a corresponding Z-axis orthogonal to the two axes can be specified to define an exemplary three-dimensional orthogonal writing coordinate system.

Der Begriff der Bestimmung von Beschleunigungen kann dabei die Bestimmung von Betrag und/oder Richtung und/oder Vorzeichen der Beschleunigung umfassen und der Begriff eines Beschleunigungsprofils kann beispielsweise ein eindimensionales Beschleunigungsprofil umfassen zur Beschreibung der zeitlichen Änderung von Betrag und/oder Richtung und/oder Vorzeichen der Beschleunigung, bzw. zur Beschreibung der zeitlichen Änderung des/eines von der inertialen Positionsbestimmungssensorik gemessenen Beschleunigungssignals.The term of the determination of accelerations may include the determination of magnitude and / or direction and / or sign of the acceleration and the term acceleration profile may include, for example, a one-dimensional acceleration profile for describing the temporal change of magnitude and / or direction and / or sign Acceleration, or to describe the change over time of / by the inertial positioning sensor measured acceleration signal.

Insbesondere kann dabei z.B. die Bestimmung des besagten Beschleunigungsprofiles entlang einer der Achsen eines gegebenen Schreibkoordinatensystems bzw. eines gegeben Schreibstiftkoordinatensystems erfolgen.In particular, e.g. the determination of said acceleration profile along one of the axes of a given write coordinate system and a given pen coordinate system, respectively.

Sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, kann unter einem Beschleunigungsprofil insbesondere ein ein-dimensionales Beschleunigungsprofil verstanden werden, insbesondere beispielsweise ein ein-dimensionales Beschleunigungsprofil entlang einer Achse eines Schreibkoordinatensystems, d.h. zum Beispiel entlang einer X-Achse und/oder Y-Achse, welche innerhalb der Schreibsubstratebene liegen kann.Unless explicitly stated otherwise, an acceleration profile can be understood in particular as a one-dimensional acceleration profile, in particular, for example, a one-dimensional acceleration profile along an axis of a writing coordinate system, i. for example, along an X-axis and / or Y-axis, which may be within the writing substrate plane.

Die besagte beispielhafte digitale Recheneinheit kann für eine Bestimmung der Schreibrichtung konfiguriert sein, welche auf der Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles basieren kann.The said exemplary digital arithmetic unit may be configured to determine the writing direction, which may be based on the determination of at least one characteristic of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system.

Unter einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles kann/können dabei unter anderem eine oder eine Vielzahl von Eigenschaften, z.B. mathematische und/oder physikalische Eigenschaften, bzw. eine oder eine Vielzahl von Bedingungen, z.B. mathematische und/oder physikalische Bedingungen, verstanden werden. A characteristic property of an acceleration profile determined by the inertial position-determining sensor system may include, but is not limited to, one or a plurality of properties, eg, mathematical and / or physical properties, or one or a plurality of conditions, eg, mathematical and / or physical conditions become.

Die besagte beispielhafte digitale Recheneinheit kann mit anderen Worten dazu konfiguriert sein, wenigstens eine charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles zu bestimmen, wobei die wenigstens eine charakteristischen Eigenschaft beispielsweise abhängen kann von der Auswahl der Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat, welche jeweils ein mögliches Schreibkoordinatensystem definieren können, bzw. abhängen kann von der Auswahl der den Paaren bzw. den Schreibkoordinatensystemen zuordbaren Azimutwinkel.In other words, said exemplary digital computing unit may be configured to determine at least one characteristic of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system, wherein the at least one characteristic may depend, for example, on the selection of the plurality of pairs of different axis directions of the x-axis and Y-axis on the writing substrate, which can each define a possible writing coordinate system, or may depend on the selection of the azimuth angle assignable to the pairs or the writing coordinate systems.

Dabei kann für eine mögliche Verfeinerung der Bestimmung der Schreibrichtung, beispielsweise zwischen zwei besten Lösungen, bzw. zwischen zwei bestimmten Schreibkoordinatensystemen interpoliert werden, sowie darüber hinaus, zur weiteren Verfeinerung, die Bestimmung der Schreibrichtung für wenigstens zwei weitere gegenüber dem interpolierten Schreibkoordinatensystem gedrehte, z.B. um +10° und -10° gedrehte, Schreibkoordinatensystem bestimmt werden.In this case, for a possible refinement of the determination of the writing direction, for example between two best solutions, or between two specific writing coordinate systems, as well as, for further refinement, the determination of the writing direction for at least two further data points rotated relative to the interpolated writing coordinate system, e.g. + 10 ° and -10 ° rotated, write coordinate system can be determined.

Ein erfindungsgemäßer elektronischer Schreibstift bietet dabei unter anderem den Vorteil, dass die Schreibrichtung beim Schreiben eines Anwenders mit dem elektronischen Schreibstift auf einem Schreibsubstrat allein aus den Daten bzw. Messungen der Beschleunigungen des elektronischen Schreibstiftes durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik abgeleitet werden kann.An inventive electronic pen offers, inter alia, the advantage that the writing direction when writing a user with the electronic pen on a writing substrate alone from the data or measurements of the accelerations of the electronic pen can be derived by the inertial positioning sensors.

So kann beispielsweise auf eine Zuhilfenahme externer Referenzen, wie beispielsweise auf Annahmen zur Händigkeit und/oder zur Schreibsprache des Anwenders und/oder auf Annahmen zur Orientierung des Schreibsubstrats, verzichtet werden.Thus, for example, it is possible to dispense with the use of external references, such as assumptions about the handedness and / or the writing language of the user, and / or assumptions on the orientation of the writing substrate.

Zudem beruht ein erfindungsgemäßer elektronischer Schreibstift auf der Ausnutzung der überraschenden Erkenntnis, dass Beschleunigungsprofile eines elektronischen Schreibstiftes entlang der Schreibrichtung charakteristische Eigenschaften aufweisen, welche als Grundlage für die Bestimmung der Schreibrichtung dienen können.In addition, an electronic pen according to the invention is based on the exploitation of the surprising finding that acceleration profiles of an electronic pen along the writing direction have characteristic properties which can serve as a basis for determining the writing direction.

Ein erfindungsgemäßer elektronischer Schreibstift kann es z.B. ermöglichen, die Schreibrichtung mit einer Genauigkeit von weniger als 10° bestimmen zu können, ohne auf externe Referenzen zurückgreifen zu müssen.An electronic pen according to the invention may e.g. allow to determine the writing direction with an accuracy of less than 10 °, without having to resort to external references.

Ein elektronischer Schreibstift kann hier im Übrigen als ein starrer Körper aufgefasst werden, d.h. er kann über drei Translations-Freiheitsgrade und drei Rotations-Freiheitsgrade, insgesamt also über sechs Bewegungs-Freiheitsgrade verfügen. In der Regel können daher beispielsweise zwei dreidimensionale Positionsbestimmungssensoren ausreichend sein, um die Lage und/oder Bewegung des elektronischen Schreibstiftes in einem dreidimensionalen Koordinatensystem beschreiben zu können, abgesehen von eventuell notwendigen Initialisierungen des gewählten Koordinatensystems und von Integrationsfehlern.Incidentally, an electronic pen can be understood here as a rigid body, i. it can have three degrees of translational freedom and three rotational degrees of freedom, in total therefore six degrees of freedom of movement. In general, therefore, for example, two three-dimensional position sensors may be sufficient to describe the position and / or movement of the electronic pen in a three-dimensional coordinate system, apart from any necessary initializations of the selected coordinate system and integration errors.

Unter dem Begriff der inertialen Positionsbestimmungssensorik zur Erfassung von Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes, sofern nicht ausdrücklich anders erwähnt, können hier unter anderem Positionsbestimmungssensorik bzw. Positionsbestimmungssensoren verstanden werden, die in einer Raumrichtung bzw. in zwei oder drei zueinander orthogonal stehenden Raumrichtungen Beschleunigungen und/oder die Stärke des örtlichen Magnetfelds und/oder Drehraten messen kann/können.The term inertial position-determining sensor system for detecting the position and movement of the electronic pen, unless expressly stated otherwise, may include position-determining sensors or position-determining sensors which have accelerations and / or spatial directions in one spatial direction or in two or three mutually orthogonal spatial directions. or measure the strength of the local magnetic field and / or rate of rotation.

Es ist dabei jedoch z.B. insbesondere auch denkbar, dass der elektronische Schreibstift zur Schreibrichtungsbestimmung lediglich einen drei-dimensionalen, d.h. dreiachsigen, Beschleunigungsensor aufweist. Da die hier beschriebene Schreibrichtungsbestimmung z.B. im Wesentlich auf der Auswertung translatorischer Bewegungen beruhen kann, kann besagter beispielhafter Beschleunigungsensor auch beabstandet von der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes angeordnet sein.However, it is e.g. In particular, it is also conceivable that the electronic writing pen for writing direction determination only a three-dimensional, i. triaxial, acceleration sensor has. Since the write direction determination described here e.g. may be based essentially on the evaluation of translational movements, said exemplary acceleration sensor can also be arranged spaced from the longitudinal axis of the electronic pen.

Die Bestimmung besagter wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles kann dabei beispielsweise die Bestimmung wenigstens zweier Zeitversätze bzw. Zeitspannen zwischen wenigstens zwei Paaren aufeinanderfolgender entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofile für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse aus der Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse umfassen.The determination of said at least one characteristic property of an acceleration profile determined by the inertial position-determining sensor system may, for example, determine at least two time intervals between at least two pairs of consecutive oppositely directed acceleration changes of the acceleration profiles for a given axis direction of the x-axis and a given axis direction of the y-axis of the plurality of pairs of axis directions of the X-axis and Y-axis.

Unter dem Begriff eines Zeitversatzes kann dabei unter anderem eine Zeitspanne, ein Zeitraum, ein Zeitintervall bzw. eine zeitliche Verzögerung verstanden werden.The term of a time offset may inter alia be understood to mean a period of time, a period of time, a time interval or a time delay.

Der Begriff einer Beschleunigungsänderung kann dabei unter anderem beispielsweise einen Zeitpunkt umfassen, an dem sich die Beschleunigung in Betrag und/oder Richtung ändert, sowie ebenfalls einen Zeitraum umfassen, über den sich die Beschleunigung in Betrag und/oder Richtung ändert.The term acceleration change may include, for example, a Include time at which the acceleration changes in magnitude and / or direction, as well as include a period over which the acceleration changes in magnitude and / or direction.

Unter zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofilen für eine gegebene Achsrichtung einer X-Achse und/oder Y-Achse können beispielsweise zwei aufeinander folgende entgegengerichtete Beschleunigungsanstiege und/oder Beschleunigungsmaxima verstanden werden.Two successive opposing acceleration changes of the acceleration profiles for a given axial direction of an X-axis and / or Y-axis can be understood, for example, to mean two consecutive opposite acceleration increases and / or acceleration maxima.

Unter dem Begriff der Richtung bzw. Gegenrichtung der Beschleunigung bzw. Beschleunigungsänderung kann unter anderem das Vorzeichen der Beschleunigung, e.g. eine positive oder negative Beschleunigung, e.g. ein Abbremsen, verstanden werden.The term of the direction or opposite direction of the acceleration or acceleration change may include the sign of the acceleration, e.g. a positive or negative acceleration, e.g. a slowdown, to be understood.

Besagte zwei aufeinanderfolgende, entgegengerichtete Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofile für eine gegebene Achsrichtung einer X-Achse und/oder Y-Achse können dabei ein Paar bilden, welches beispielsweise als Beschleunigungspaar bezeichnet werden kann.Said two consecutive, opposite acceleration changes of the acceleration profiles for a given axial direction of an X-axis and / or Y-axis may form a pair, which may be referred to as an acceleration pair, for example.

Besagte inertiale Positionsbestimmungssensorik kann dabei eine Vielzahl, beispielsweise wenigstens zwei solcher Beschleunigungspaare, für eine gegebene Achsrichtung einer X-Achse und/oder Y-Achse bestimmen.Said inertial position-determining sensor can thereby determine a plurality, for example at least two such pairs of acceleration, for a given axial direction of an X-axis and / or Y-axis.

Eine/die digitale Recheneinheit des elektronischen Schreibstiftes kann dabei konfiguriert sein, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass die bestimmten Zeitversätze bzw. Zeitspannen extremal, z.B. minimal und/oder maximal, und verschieden voneinander sind.A digital arithmetic unit of the electronic pen may be configured to determine the pair of the axis direction of the X-axis and the axis direction of the Y-axis in which the particular acceleration profile along the axis direction of an axis, e.g. the X-axis satisfying at least one characteristic that the determined time offsets are extremal, e.g. minimum and / or maximum, and are different from each other.

So können beispielsweise aus zwei Beschleunigungspaaren eines Beschleunigungsprofils entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse und/oder Y-Achse, für diese Achse zwei Zeitversätze bzw. Zeitspannen zwischen zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen bestimmt werden.For example, two acceleration pairs of an acceleration profile along the axial direction of an axis, e.g. X axis and / or Y axis, for this axis two time offsets or periods between two consecutive opposite acceleration changes are determined.

Diese Bestimmung kann für eine Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse erfolgen und der elektronische Schreibstift, bzw. die inertiale Positionsbestimmungssensorik bzw. die digitale Recheneinheit kann/können so konfiguriert sein, dass dasjenige Paar von Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse, e.g. {Xbest, Ybest}, bestimmt werden kann, worin für eine Achse, z.B. der Xbest-Achse und/oder der Ybest-Achse, die bestimmten Zeitversätze bzw. Zeitspannen zwischen zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für wenigstens zwei Paare von Beschleunigungsänderungen entlang einer Achse, z.B. der Xbest-Achse und/oder der Ybest-Achse, extremal, z.B. minimal und/oder maximal, und verschieden voneinander sind.This determination may be made for a plurality of pairs of X-axis and Y-axis axis directions, and the electronic pen, or inertial position sensor, and the digital arithmetic unit may be configured such that the pair of X-axis axis directions and Y-axis, eg {X best , Y best }, where for one axis, eg the X best axis and / or the Y best axis, the determined time offsets between two consecutive opposite acceleration changes for at least two pairs of acceleration changes along an axis, eg the X best axis and / or the Y best axis, are extremal, eg minimum and / or maximum, and different from each other.

Der elektronische Schreibstift bzw. die digitale Recheneinheit kann dabei konfiguriert sein, einen/den Zeitversatz zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung Y-Achse zu bestimmen, basierend auf der ersten Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile, e.g. der bestimmten ein-dimensionalen Beschleunigungsprofile für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung Y-Achse.The electronic pen or digital computing unit may be configured to determine a time offset between a pair of consecutive reverse acceleration changes for a given axis direction of the x-axis and a given axis direction y-axis, based on the first derivative of the determined accelerations and acceleration profiles, eg the determined one-dimensional acceleration profile for a given axis direction of the X-axis and a given axis direction Y-axis.

Dies kann unter anderem beispielsweise den Vorteil bieten, dass etwaige Nullpunktsfehler der inertialen Positionsbestimmungssensorik eliminiert werden können und beispielsweise besser unterschieden werden kann zwischen einer bestimmten Schreibrichtung und einer durch Fehler der Messsignale der inertialen Positionsbestimmungssensorik verursachten Drift hinsichtlich der aus den Messsignalen bestimmten Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes.This can, for example, offer the advantage that any zero-point errors of the inertial positioning sensor system can be eliminated and, for example, a better distinction can be made between a specific writing direction and a drift caused by errors in the inertial positioning sensor signals with regard to the position and movement of the electronic system determined from the measuring signals writing pen.

Beispielsweise kann der elektronische Schreibstift bzw. die digitale Recheneinheit konfiguriert dazu sein, einen/den Zeitversatz bzw. die Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung Y-Achse zu bestimmen aus dem Zeitintervall, in dem die erste Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und der Betrag der bestimmten Beschleunigungen gleich oder nahezu gleich Null sind.For example, the electronic pen or digital computing unit may be configured to determine a time offset between a pair of consecutive reverse acceleration changes for a given axis direction of the x-axis and a given axis direction y-axis from the time interval, in which the first derivative of the determined accelerations and the magnitude of the determined accelerations are equal or close to zero.

Dies erlaubt eine eindeutige Bestimmung der Größe des Zeitversatzes bzw. der Länge der Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse.This allows unambiguous determination of the magnitude of the time offset between a pair of consecutive reverse acceleration changes for a given axis direction of the X axis and a given axis direction of the Y axis.

Alternative und/oder zusätzlich wäre es denkbar, einen/den Zeitversatz bzw. die Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung Y-Achse zu bestimmen aus dem Zeitintervall, in dem die erste Ableitung der bestimmten Beschleunigungen gleich oder nahezu gleich Null sind und der Betrag der bestimmten Beschleunigungen maximal oder minimal ist. So kann beispielsweise der zeitliche Abstand bzw. der Zeitversatz bzw. die Zeitspanne zwischen zwei Extrema, Maxima/Maximum und/oder Minima/Minimum, eines Beschleunigungsprofils bestimmt werden. Für den Fall, dass ein Beschleunigungsprofil anstelle wohl definierter Maxima oder Minima Maximumplateaus oder Minimumplateaus aufweist, wäre es z.B. auch denkbar, den zeitlichen Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Maximumplateaus und Minimumplateaus zu bestimmen.Alternatively and / or additionally, it would be conceivable to determine a time offset or a time interval between a pair of consecutive oppositely directed acceleration changes for a given axis direction of the X-axis and a given axis direction Y-axis from the time interval in which the first derivative the specified accelerations equal or close to zero and the amount of certain accelerations is maximal or minimal. Thus, for example, the time interval or the time offset or the time interval between two extremes, maxima / maximum and / or minimum / minimum, of an acceleration profile can be determined. In the event that an acceleration profile instead of well-defined maxima or minima has maximum plateaus or minimum plateaus, it would also be conceivable, for example, to determine the time interval between the centers of adjacent maximum plateaus and minimum plateaus.

Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, zur Feststellung derjenigen Zeitpunkte, welche den Zeitversatz bzw. die Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen begrenzen, die Maxima der Beschleunigungsänderungen heranzuziehen.Alternatively or additionally, it is also conceivable to use the maxima of the acceleration changes to determine those times which limit the time offset or the time interval between a pair of consecutive oppositely directed acceleration changes.

Alternativ oder zusätzlich ist darüber hinaus z.B. denkbar, die Schreibrichtung basierend auf der Bestimmung der Amplituden von wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofilen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung Y-Achse aus einer/der Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse durchführen zu können.Alternatively or additionally, in addition, e.g. conceivable, the writing direction based on the determination of the amplitudes of at least two consecutive opposite acceleration changes of the acceleration profiles for a given axis direction of the X-axis and a given axis direction Y-axis of one of the plurality of pairs of axis directions of the X-axis and Y-axis to carry out.

Beispielsweise ist also ein elektronischer Schreibstift denkbar, welcher alternativ oder zusätzlich konfiguriert dazu sein kann, bzw. dessen digitale Recheneinheit alternativ oder zusätzlich konfiguriert dazu sein kann, eine Schreibrichtung zu bestimmen, basierend auf einer Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles, wobei die Bestimmung besagter charakteristischer Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles, die Bestimmung der Amplituden wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofile für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse aus der Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse umfassen kann.Thus, for example, an electronic writing pen is conceivable, which may alternatively or additionally be configured, or whose digital arithmetic unit may alternatively or additionally be configured to determine a writing direction, based on a determination of at least one characteristic property of an acceleration profile determined by the inertial position-determining sensor wherein the determination of said characteristic property of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system, the determination of the amplitudes of at least two consecutive opposite acceleration changes of the acceleration profiles for a given axial direction of the X-axis and a given axis direction of the Y-axis out of the plurality of pairs of axial directions of the X axis and Y axis may include.

Dabei kann der elektronische Schreibstift bzw. die digitale Recheneinheit konfiguriert sein, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass die Differenz der Amplituden der wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofile/des Beschleunigungsprofiles extremal und verschieden von Null ist.In this case, the electronic pen or the digital arithmetic unit can be configured to determine that pair of the axial direction of the X-axis and the axis direction of the Y-axis, in which the determined acceleration profile along the axial direction of an axis, e.g. the X-axis satisfying at least one characteristic that the difference in the amplitudes of the at least two consecutive opposite acceleration changes of the acceleration profiles / the acceleration profile is extremal and different from zero.

Auf diese Weise kann die überraschende technische Einsicht und Erkenntnis genutzt werden, dass Bewegungen des elektronischen Schreibstiftes in Schreibrichtung intensivere Beschleunigungen verursachen können als im Vergleich zu entsprechend geringeren Beschleunigungen gegen die Schreibrichtung.In this way, the surprising technical insight and knowledge can be used that movements of the electronic pen in the writing direction can cause more intense accelerations compared to correspondingly lower accelerations against the writing direction.

Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß die Schreibrichtung aufgrund einer Asymmetrie im Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, bestimmt werden, beispielsweise aufgrund einer Asymmetrie in der Phase und/oder Amplitude des Beschleunigungsprofils.In other words, according to the invention, the writing direction may be due to an asymmetry in the acceleration profile along the axis direction of an axis, e.g. X axis, for example, due to asymmetry in phase and / or amplitude of the acceleration profile.

Die Bestimmung der oben beschriebenen Zeitspannen bzw. Zeitversätze zusammen mit der Bestimmung der Differenz von Amplituden von wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen kann die Genauigkeit der Schreibrichtungsbestimmung signifikant erhöhen und die Robustheit der Schreibrichtungsbestimmung verbessern.The determination of the above-described time periods together with the determination of the difference of amplitudes of at least two consecutive reverse acceleration changes can significantly increase the accuracy of the write direction determination and improve the robustness of the write direction determination.

Alternativ oder zusätzlich ist darüber hinaus z.B. denkbar, die Schreibrichtung basierend auf einem Vergleich eines/des durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles mit einem vorgegebenen Beschleunigungsprofil.Alternatively or additionally, in addition, e.g. conceivable, the writing direction based on a comparison of one / of the determined by the inertial positioning sensor acceleration profile with a predetermined acceleration profile.

Beispielsweise ist also ein elektronischer Schreibstift denkbar, welcher alternativ oder zusätzlich konfiguriert dazu sein kann, bzw. dessen digitale Recheneinheit alternativ oder zusätzlich konfiguriert dazu sein kann, eine Schreibrichtung zu bestimmen, basierend auf einer Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles, wobei z.B. die digitale Recheneinheit konfiguriert sein kann, zum Durchführen eines Vergleiches des durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles mit einem vorgegebenen Beschleunigungsprofiles, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass das bestimmte Beschleunigungsprofil dem vorgegebenen Beschleunigungsprofil entspricht.Thus, for example, an electronic writing pen is conceivable, which may alternatively or additionally be configured, or whose digital arithmetic unit may alternatively or additionally be configured to determine a writing direction, based on a determination of at least one characteristic property of an acceleration profile determined by the inertial position-determining sensor where eg the digital arithmetic unit may be configured to perform a comparison of the acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system with a predetermined acceleration profile to determine that pair of the axial direction of the x-axis and the y-axis direction in which the determined acceleration profile along the axial direction of a Axis, eg the X-axis, which fulfills at least one characteristic property, that the specific acceleration profile corresponds to the predetermined acceleration profile.

Unter entsprechen kann dabei unter anderem eine Entsprechung innerhalb einer vorgegebenen Toleranz verstanden werden.Under correspond can be understood inter alia, a correspondence within a given tolerance.

Erzeugt der Schreibende z.B. ein bestimmtes vorgegebenes bzw. bekanntes Beschleunigungsprofil, dem ein bestimmtes bekanntes Schreibmuster, zum Beispiel eine Kette von Us, zu Grunde liegt, kann z.B. aus der Beschleunigungsrichtung nach jedem Haltepunkt an den Spitzen des Us die Schreibrichtung bzw. Schreibsubstratausrichtung abgelesen werden. Bei den Haltepunkten kommt es zu einer momentanen Ruhe der Schreibspitze des elektronischen Schreibstiftes, was z.B. durch das Rauschen des Beschleunigungssensors bzw. der inertialen Positionsbestimmungssensorik detektiert werden kann. For example, if the writer creates a certain predetermined or known acceleration profile based on a certain known writing pattern, for example a chain of Us, the writing direction or writing substrate orientation can be read from the direction of acceleration after each breakpoint at the tips of the Us. At the breakpoints there is a momentary rest of the writing tip of the electronic pen, which can be detected, for example, by the noise of the acceleration sensor or the inertial position determination sensor.

Genauer ausgedrückt, kann z.B. das Leistungsdichtespektrum des Rauschens des Beschleunigungssensors bzw. der inertialen Positionsbestimmungssensorik ermittelt werden und dabei z.B. ein Grenzwert festgelegt werden, bei dessen Unterschreiten vom Stillstand der Spitze ausgegangen werden kann.More specifically, e.g. the power density spectrum of the noise of the acceleration sensor or the inertial position-determining sensor can be determined and thereby e.g. a limit can be set below which it can be assumed that the tip is at a standstill.

Indem man z.B. die erste Ableitung der Beschleunigung auswertet, ist der Umkehrpunkt bei einem Maximum der Ableitung der Beschleunigung in einer Achse und einem gleichzeitigen Minimum in der dazu orthogonalen Achse zu finden. Diese orthogonale Achse ist bei einer Kette von Us die Schreibrichtung. Die Verwendung der Ableitung der Beschleunigung hat den Vorteil, dass damit Nullpunktfehler des Sensors eliminiert werden können.By e.g. evaluating the first derivative of the acceleration, the reversal point is to be found at a maximum of the derivative of the acceleration in one axis and a simultaneous minimum in the axis orthogonal thereto. This orthogonal axis is the writing direction in a chain of Us. The use of the derivative of the acceleration has the advantage that it can be used to eliminate zero error of the sensor.

Die Bestimmung der oben beschriebenen Zeitspannen bzw. Zeitversätze zusammen mit der Bestimmung der oben beschriebenen Differenz von Amplituden von wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen, zusammen mit einem Vergleich eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles mit einem vorgegebenen bzw. bekannten Beschleunigungsprofiles kann die Genauigkeit und Robustheit der Schreibrichtungsbestimmung weiter verbessern.The determination of the time intervals described above together with the determination of the above-described difference of amplitudes from at least two consecutive opposing acceleration changes, together with a comparison of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system with a predetermined acceleration profile, can improve the accuracy and robustness of the acceleration profile Continue to improve your writing direction.

Besagtes beispielhaftes vorgegebenes Beschleunigungsprofil kann z.B. durch ein vorgegebenes translatorisches Schreibmuster definiert sein, z.B. durch ein vorgegebenes Wort und/oder ein vorgegebenes translatorisches periodisches Muster, z.B. eine Girlande.Said exemplary predetermined acceleration profile may e.g. be defined by a given translational writing pattern, e.g. by a given word and / or a given translational periodic pattern, e.g. a garland.

Eine weitere Verbesserung der Genauigkeit und Robustheit der Schreibrichtungsbestimmung kann unter anderem wie folgt erreicht werden.Further improvement of the accuracy and robustness of the writing direction determination can be achieved, among others, as follows.

Wie erwähnt, kann der elektronische Schreibstift konfiguriert sein für eine initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat.As noted, the electronic pen may be configured to initially define a write coordinate system having two orthogonal axes X, Y on a two-dimensional write substrate and an axis Z perpendicular to the two-dimensional write substrate.

Dabei kann die besagte initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat und einer Achse Z auf wenigstens eine, einige oder alle der folgenden beispielhaften Annahmen berücksichtigt:

  • • die räumliche Lage der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes ist nicht parallel zur Schwerkraftrichtung,
  • • die Oberfläche des Schreibsubstrats ist orthogonal zur Schwerkraftrichtung orientiert,
  • • der Anwender des elektronischen Schreibstiftes ist rechts- und/oder linkshändig,
  • • die Schreibrichtung ist parallel zu einem Rand des Schreibsubstrats, und die Schreibrichtung aus der Perspektive des Anwenders erfolgt von links nach rechts oder von rechts nach links oder von oben nach unten.
In doing so, said initial definition of a writing coordinate system having two orthogonal axes X, Y on a two-dimensional writing substrate and an axis Z may be considered for at least one, some or all of the following example assumptions:
  • The spatial position of the longitudinal axis of the electronic pen is not parallel to the direction of gravity,
  • The surface of the writing substrate is oriented orthogonal to the direction of gravity,
  • • the user of the electronic pen is right- and / or left-handed,
  • The writing direction is parallel to an edge of the writing substrate and the writing direction from the user's perspective is from left to right or from right to left or from top to bottom.

Besagte beispielhafte Annahmen können unter anderem zur Bestimmung der Schreibsubstratposition bzw. Schreibsubstratorientierung und letztlich der Schreibrichtung dienen.Said exemplary assumptions may, inter alia, serve to determine the writing substrate position or write substrate orientation and ultimately the writing direction.

Die beispielhafte Annahme, dass die Lage der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes nicht parallel zur Schwerkraftrichtung ist, also der Stift schräg gehalten wird, sollte für die Mehrheit der Fälle zutreffen, da es dem Anwender in der Regel schwerfällt den elektronischen Schreibstift beim Schreiben genau senkrecht zu halten.The exemplary assumption that the position of the longitudinal axis of the electronic pen is not parallel to the direction of gravity, so the pen is held at an angle, should apply for the majority of cases, since it is usually difficult for the user to keep the electronic pen exactly vertical when writing ,

Bei einer schrägen Haltung lässt sich beispielsweise eine Projektion der Stiftlängsachse auf eine Ebene, z.B. die Schreibsubstratebene, bilden, die senkrecht zur Wirkungslinie der Schwerebeschleunigung steht. Diese Projektion kann unter anderem, zusammen mit (den) anderen beispielhaften Annahmen, zur Bestimmung einer ungefähren Blattposition bzw. Schreibsubstratposition dienen.In an oblique attitude, for example, a projection of the pen longitudinal axis on a plane, e.g. form the writing substrate plane, which is perpendicular to the line of gravity acceleration. Among other things, this projection, along with other example assumptions, may serve to determine an approximate leaf position or writing substrate position.

Für die beispielhafte Annahme, dass die Oberfläche des Schreibsubstrats orthogonal zur Schwerkraftrichtung orientiert ist, also das Schreibsubstrat horizontal liegt, sind Ausnahmen leichter möglich. So kann beispielswiese diese Annahme ungültig sein, wenn auf einem Klemmbrett, z.B. zum Halten des Schreibsubstrats, oder in einem sich bewegenden Fahrzeug geschrieben wird. Für den Kontext einer Graphomotorik-Vermessung kann aber von einer horizontalen Lage der Schreibunterlage bzw. des Schreibsubstrats ausgegangen werden.For the exemplary assumption that the surface of the writing substrate is oriented orthogonal to the direction of gravity, ie the writing substrate is horizontal, exceptions are more easily possible. For example, this assumption may be invalid when placed on a clipboard, e.g. to hold the writing substrate, or written in a moving vehicle. For the context of a graphometry measurement, however, a horizontal position of the writing pad or of the writing substrate can be assumed.

Die Annahme der Händigkeit des Anwenders kann beispielsweise abgefragt werden und/oder gegebenenfalls nach der Aufnahme von Daten von der inertialen Positionsbestimmungssensorik korrigiert werden.The acceptance of the handedness of the user can be interrogated, for example, and / or optionally corrected after the acquisition of data from the inertial positioning sensor system.

Die Annahme der Parallelität der Schreibrichtung zu einem Rand des Schreibsubstrats sollte wiederum für die meisten Fälle zutreffen und kann beispielsweise an eine Spracheinstellung der Software des elektronischen Schreibstiftes gekoppelt werden. Again, the assumption of the parallelism of the writing direction to an edge of the writing substrate should apply to most cases and may, for example, be coupled to a language setting of the software of the electronic pen.

Während z.B. bei westlichen Sprachen die Schreibrichtung von links nach rechts erfolgt, ist z.B. bei Arabisch und Hebräisch von einer Schreibrichtung von rechts nach links auszugehen. Bei asiatischen Schriften ist z.B. auch ein Schreiben von oben nach unten möglich, kann aber z.B. durch geeignete Steuerung des Schreibenden durch eine entsprechende Software zur Graphomotorik-Vermessung auf das Übliche von links nach rechts umgesteuert werden.While e.g. in western languages, the writing direction is from left to right, e.g. in Arabic and Hebrew, assume a direction of writing from right to left. For Asian fonts, e.g. It is also possible to write from the top to the bottom, but can e.g. be reversed to the usual from left to right by appropriate control of the writer by an appropriate software for graphomotor measurement.

Wenn eine, einige oder alle der beispielhaften Annahmen zutreffen, kann unter anderem bereits vor dem Beginn des Schreibens mit dem elektronischen Schreibstift eine gute Näherung der Blattlage bzw. der Lage des Schreibsubstrats erzielt werden, wenn man z.B. die Projektion der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes auf die Papierebene bzw. Schreibsubstratebene als Winkelhalbierende eines Blattkoordinatensystems bzw. Schreibkoordinatensystems in der Schreibsubstratebene auffasst.If one, some, or all of the exemplary assumptions are true, inter alia, even before the beginning of writing with the electronic pen, a good approximation of the sheet position of the writing substrate can be achieved, e.g. the projection of the longitudinal axis of the electronic pen on the paper plane or writing substrate plane as an angle bisecting a sheet coordinate system or writing coordinate system in the writing substrate plane.

Dabei kann z.B. die X-Achse in Schreibrichtung und die Y-Achse vom Anwender aus gesehen nach unten weisen. Die Projektion der Längsachse kann man dabei z.B. aus der Verbindung zweier Punkte erhalten: Dem Aufsetzpunkt der Schreibstiftspitze bzw. Schreibminenspitze und dem Lotfußpunkt eines Lotes der Stiftlängsachse durch den Abschluss des Stiftgehäuses (oder jedem anderen Punkt entlang der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes, der nicht mit der Schreibspitze zusammenfällt) auf der Blattebene bzw. Schreibsubstratebene. Der Ursprung des Schreibkoordinatensystems kann dann z.B. der erste Aufsetzpunkt der Schreibstiftspitze bzw. Schreibminenspitze sein und die Achsen des Blattkoordinatensystems bzw. Schreibkoordinatensystems in der Schreibsubstratebene können dann beispielsweise durch eine Rotation um einen Winkel ±45° aus der projizierten Stiftachse erzeugt werden. Besagter Winkel zwischen der Projektion der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes in der Schreibsubstratebene und dem Blattkoordinatensystem bzw. Schreibkoordinatensystem stellt dabei eine Schätzung dar und kann mit besseren Referenzdaten, welche z.B. durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik gesammelt werden können, weiter verfeinert werden.In this case, e.g. pointing the X-axis in the writing direction and the Y-axis from the user downwards. The projection of the longitudinal axis can thereby be e.g. obtained from the combination of two points: The touchdown point of the pen tip and the Lotfußpunkt a solder of the pen axis by the completion of the pen housing (or any other point along the longitudinal axis of the electronic pen that does not coincide with the writing tip) on the sheet level or writing substrate plane. The origin of the writing coordinate system may then be e.g. The first touchdown point of the pen tip and the axes of the sheet coordinate system in the write substrate plane may then be generated from the projected pin axis, for example by rotation through an angle of ± 45 °. Said angle between the projection of the longitudinal axis of the electronic pen in the writing substrate plane and the sheet coordinate system or writing coordinate system is an estimate and may be improved with better reference data, e.g. can be collected by the inertial positioning sensors, further refined.

Beispielsweise kann man den Anwender bei der Einrichtung des Softwaretreibers des elektronischen Schreibstiftes bzw. bei der Initialisierung des elektronischen Schreibstiftes bitten, eine Bewegung von links nach rechts und eine weitere von oben nach unten zu vollführen. Damit kann es beispielsweise unter anderem leichter ermöglicht werden, den Neigungswinkelwinkel zu ermitteln, mit dem der Stift für gewöhnlich gehalten wird, und so die Ermittlung der Projektion der Längsachse auf die Schreibsubstratebene verbessert werden. Wird z.B. dieser Winkel gespeichert, kann eine einmalige Messung ausreichend sein. Zudem kann später eine Neukalibration in gleicher Weise vom Anwender ausgelöst werden, falls er mit dem Verhalten des elektronischen Schreibstiftes nicht mehr zufrieden ist.For example, when setting up the electronic pen software driver or when initializing the electronic pen, you may ask the user to perform a left to right movement and another from top to bottom. Among other things, this makes it possible, for example, to more easily determine the angle of inclination angle with which the stylus is usually held, and thus to improve the determination of the projection of the longitudinal axis onto the writing substrate plane. If e.g. stored this angle, a single measurement may be sufficient. In addition, later recalibration can be triggered in the same way by the user if he is no longer satisfied with the behavior of the electronic pen.

Ein beispielhaftes Verfahren zur Bestimmung der Schreibrichtung eines elektronischen Schreibstiftes beim Schreiben auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat, wobei der elektronische Schreibstift beispielsweise eine Schreibmine, wenigstens eine elektrische Spannungsquelle, wenigstens eine digitale Recheneinheit, wenigstens ein Datenübertragungsmodul sowie eine inertiale Positionsbestimmungssensorik zur Erfassung von Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes umfassen kann, kann dabei einen, einige oder alle der folgenden Schritte umfassen:

  • • z.B. eine initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat,
  • • z.B. eine Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen des elektronischen Schreibstiftes entlang der X-Achse und entlang der Y-Achse für eine Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat, wobei für jedes Achsrichtungspaar die Achsrichtung der X-Achse und die Achsrichtung der Y-Achse orthogonal zueinander sind, und
  • • eine Bestimmung der Schreibrichtung, basierend auf der Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines bestimmten Beschleunigungsprofiles.
An exemplary method for determining the writing direction of an electronic pen when writing on a two-dimensional writing substrate, wherein the electronic pen, for example, a writing mine, at least one electrical voltage source, at least one digital processing unit, at least one data transmission module and an inertial positioning sensor system for detecting the position and movement of the electronic Can include one, some, or all of the following:
  • Eg an initial definition of a writing coordinate system with two orthogonal axes X, Y on a two-dimensional writing substrate and an axis Z perpendicular to the two-dimensional writing substrate,
  • For example, determination of accelerations and acceleration profiles of the electronic pen along the X-axis and along the Y-axis for a plurality of pairs of different X-axis and Y-axis axis directions on the write substrate, wherein for each axis-direction pair the axial direction of the X -Axis and the axis direction of the Y-axis are orthogonal to each other, and
  • A determination of the writing direction based on the determination of at least one characteristic of a particular acceleration profile.

Wie oben erwähnt, kann ein derartiges Verfahren unter anderem den Vorteil bieten, dass die Schreibrichtung beim Schreiben eines Anwenders mit dem elektronischen Schreibstift auf einem Schreibsubstrat allein aus den Daten bzw. Messungen der Beschleunigungen des elektronischen Schreibstiftes durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik abgeleitet werden kann.As mentioned above, such a method may, inter alia, offer the advantage that the writing direction when writing a user with the electronic pen on a writing substrate can be derived solely from the data or measurements of the accelerations of the electronic pen by the inertial positioning sensor system.

So kann beispielsweise auf eine Zuhilfenahme externer Referenzen, wie beispielsweise auf Annahmen zur Händigkeit und/oder zur Schreibsprache des Anwenders und/oder auf Annahmen zur Orientierung des Schreibsubstrats, verzichtet werden.Thus, for example, it is possible to dispense with the use of external references, such as assumptions about the handedness and / or the writing language of the user, and / or assumptions on the orientation of the writing substrate.

Zudem beruht ein derartiges Verfahren auf der Ausnutzung der überraschenden Erkenntnis, dass Beschleunigungsprofile eines elektronischen Schreibstiftes entlang der Schreibrichtung charakteristische Eigenschaften aufweisen, welche als Grundlage für die Bestimmung der Schreibrichtung dienen können. Moreover, such a method is based on the exploitation of the surprising finding that acceleration profiles of an electronic pen along the writing direction have characteristic properties which can serve as a basis for determining the writing direction.

Dabei kann z.B. die Bestimmung der wenigstens einen charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles, die Bestimmung wenigstens zweier Zeitversätze bzw. Zeitspannen zwischen wenigstens zwei Paaren aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofilen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse aus der Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und der Y-Achse umfassen.In this case, e.g. determining at least one characteristic of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor, determining at least two time offsets between at least two pairs of consecutive opposing acceleration changes of the acceleration profiles for a given axial direction of the x-axis and a given y-axis direction of the A variety of pairs of axis directions of the X-axis and the Y-axis include.

Zudem kann dabei die Bestimmung der Schreibrichtung, basierend auf der Bestimmung der charakteristischen Eigenschaft eines bestimmten Beschleunigungsprofiles die Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse umfassen, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die charakteristische Eigenschaft erfüllen kann, dass die bestimmten Zeitversätze bzw. Zeitspannen extremal, z.B. minimal und/oder maximal, und verschieden voneinander sind.Moreover, the determination of the writing direction based on the determination of the characteristic property of a certain acceleration profile may include the determination of that pair of the axis direction of the X-axis and the axis direction of the Y-axis, in which the determined acceleration profile along the axis direction of an axis, e.g. the X-axis, which can satisfy the characteristic that the determined time offsets are extremal, e.g. minimum and / or maximum, and are different from each other.

Dabei kann ein/der Zeitversatz bzw. eine/die Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse bestimmt werden, basierend auf der ersten Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile.Here, a time offset between a pair of consecutive reverse acceleration changes for a given axis direction of the X-axis and a given axis direction of the Y-axis may be determined based on the first derivative of the determined accelerations and acceleration profiles.

Insbesondere kann z.B. ein/der Zeitversatz bzw. eine/die Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden, entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse bestimmt werden aus dem Zeitintervall, in dem die erste Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und der Betrag der bestimmten Beschleunigungen gleich oder nahezu gleich Null sind.In particular, e.g. a time offset between a pair of consecutive reverse acceleration changes for a given axis direction of the x-axis and a given axis direction of the y-axis are determined from the time interval in which the first derivative of the determined accelerations and the Amount of certain accelerations are equal to or nearly equal to zero.

Alternativ oder zusätzlich kann die Bestimmung der Schreibrichtung basieren auf der Durchführung eines Vergleiches eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles mit einem vorgegebenen Beschleunigungsprofil, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass das bestimmte Beschleunigungsprofil dem vorgegebenen Beschleunigungsprofil entspricht.Alternatively or additionally, the determination of the writing direction can be based on the performance of a comparison of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system with a predetermined acceleration profile, for determining that pair of the axial direction of the X-axis and the axis direction of the Y-axis, along which the determined acceleration profile the axial direction of an axis, eg the X-axis, which fulfills at least one characteristic property, that the specific acceleration profile corresponds to the predetermined acceleration profile.

Beispielsweise kann das vorgegebene Beschleunigungsprofil durch ein vorgegebenes translatorisches Schreibmuster definiert werden, z.B. durch ein vorgegebenes Wort und/oder durch ein vorgegebenes translatorisches periodisches Muster, z.B. eine Girlande. Ein translatorisches Schreibmuster ist mit anderen Worten nicht rotationssymmetrisch. Demgegenüber können stationäre Schreibmuster rotationssymmetrisch sein.For example, the predetermined acceleration profile may be defined by a given translational writing pattern, e.g. by a given word and / or by a given translational periodic pattern, e.g. a garland. In other words, a translatory writing pattern is not rotationally symmetric. In contrast, stationary writing patterns can be rotationally symmetric.

Im Allgemeinen können die erfindungsgemäß von der inertialen Positionsbestimmungssensorik des elektronischen Schreibstiftes bestimmten Beschleunigungsprofile dabei Schreibmuster repräsentieren, die auf durch vom Anwender mit dem elektronischen Schreibstift durchgeführten Schreibvorgängen beruhen.In general, the acceleration profiles determined according to the invention by the inertial positioning sensor electronics of the electronic pen can represent writing patterns that are based on write operations performed by the user with the electronic pen.

Unter dem Begriff eines periodischen Schreibmusters können sich wiederholende Schreibmuster verstanden werden.The term periodic writing pattern can be understood to mean repetitive writing patterns.

Periodische Schreibmuster können dabei den Vorteil bieten, dass sich aus den daraus messbaren periodischen Beschleunigungsprofilen eine verbesserte Bestimmung der Schreibrichtung ergeben kann, da z.B. die aus einer Vielzahl von periodischen Beschleunigungsprofilen bestimmten Schreibrichtungen besser und genauer gemittelt werden können.Periodic writing patterns can offer the advantage that an improved determination of the writing direction can result from the periodic acceleration profiles measurable therefrom, since e.g. the writing directions determined from a plurality of periodic acceleration profiles can be averaged better and more accurately.

Je länger ein Schreibvorgang dauert bzw. je mehr periodische Schreibmuster geschrieben werden, desto einfacher und genauer kann eine/die (dominante) Schreibrichtung bestimmt werden. Beispielsweise wäre denkbar, dass der Anwender aufgefordert werden kann, zunächst eine Girlande über die ganze Breite des Schreibsubstrats zu erzeugen.The longer a writing process lasts or the more periodic writing patterns are written, the easier and more accurate a (dominant) writing direction can be determined. For example, it would be conceivable that the user may be asked to first generate a garland over the entire width of the writing substrate.

Folgende Figuren stellen beispielhaft dar:

  • 1a: Beispielhafte erste Ansicht (Obenauf-Ansicht) eines Schreibkoordinatensystems
  • 1b: Beispielhafte zweite Ansicht (Seiten-Ansicht) eines Schreibkoordinatensystems
  • 2a: Beispielhafte stationäre periodische Schreibbewegung
  • 2b: Beispielhafte Eigenschaften einer stationären periodischen Schreibbewegung
  • 3a: Beispielhafte translatorische periodische Schreibbewegung
  • 3b: Beispielhafte Eigenschaften einer translatorischen periodischen Schreibbewegung
  • 4: Beispielhafte Eigenschaften einer Schreibewegung mit Phasenverschiebung und Amplitudendifferenz
The following figures are an example:
  • 1a : Example First View (Top View) of a Write Coordinate System
  • 1b : Example Second View (Page View) of a Write Coordinate System
  • 2a : Exemplary stationary periodic writing movement
  • 2 B : Exemplary properties of a stationary periodic writing movement
  • 3a : Exemplary translatory periodic writing movement
  • 3b : Exemplary properties of a translatory periodic writing movement
  • 4 : Exemplary properties of a write movement with phase shift and amplitude difference

Die Abbildungen 1a und 1b stellen beispielhaft verschiedene perspektivische Ansichten, einer möglichen Lage des beispielhaften elektronischen Schreibstiftes 100 in Bezug auf ein beispielhaftes Schreibsubstrat 106, z.B. ein Blatt Papier, dar.The pictures 1a and 1b exemplify various perspective views, a possible location of the exemplary electronic pen 100 with respect to an exemplary writing substrate 106 , eg a sheet of paper.

Zudem stellen die Abbildungen ein beispielhaftes initial festgelegtes bzw. ein beispielhaft durch eine inertiale Positionsbestimmungssensorik des Schreibstiftes bestimmtes Schreibkoordinatensystem mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y (mit Bezugszeichen 107, 108) auf dem zweidimensionalen Schreibsubstrat 106 dar.In addition, the figures depict an exemplary initially defined or, for example, a writing coordinate system determined by an inertial position-determining sensor system of the pen with two axes orthogonal to one another X . Y (with reference numerals 107 . 108 ) on the two-dimensional writing substrate 106 represents.

Die Achsen X (107), Y (108) stellen ein beispielhaftes Paar {X, Y} (109) von X-Achse und Y-Achse dar, dessen Achsen orthogonal zueinander stehen. Besagte Achsen 107, 108, können dabei beispielsweise das Schreibkoordinatensystem in vier Quadranten auf dem Schreibsubstrat 106 aufteilen, nämlich in einen ersten Quadrant 101, einen zweiten Quadrant 102, einen dritten Quadrant 103 und einen vierten Quadrant 104.The axes X ( 107 ) Y ( 108 ) represent an exemplary pair { X . Y } ( 109 ) of X-axis and Y-axis whose axes are orthogonal to each other. Said axes 107 . 108 , For example, the writing coordinate system in four quadrants on the writing substrate 106 split, namely in a first quadrant 101 , a second quadrant 102 , a third quadrant 103 and a fourth quadrant 104 ,

Die Verwendung von Quadranten kann die Bearbeitung und Beschreibung von Annahmen zur Händigkeit des Anwenders, sowie beispielsweise eine (initiale) Festlegung des Schreibkoordinatensystems vereinfachen.The use of quadrants may simplify the processing and description of user's assumptions, as well as, for example, (initial) definition of the writing coordinate system.

In der beispielhaften Darstellung in 1a und 1b ist die beispielhafte Längsachse 105 des elektronischen Schreibstiftes 100 nicht parallel zur Schwerkraftrichtung (nicht dargestellt) ausgerichtet. Ferner ist beispielsweise die Oberfläche des Schreibsubstrats 106 orthogonal zur Schwerkraftrichtung orientiert. Mit anderen Worten kann der elektronische Schreibstift 100 einen beispielhaften Neigungswinkel 112 zwischen Längsachse 105 des elektronischen Schreibstiftes 100 und dem Schreibsubstrat / der Schreibsubstratebene 106 aufweisen.In the exemplary illustration in FIG 1a and 1b is the exemplary longitudinal axis 105 of the electronic pen 100 not aligned parallel to the direction of gravity (not shown). Further, for example, the surface of the writing substrate 106 oriented orthogonally to the direction of gravity. In other words, the electronic pen 100 an exemplary angle of inclination 112 between the longitudinal axis 105 of the electronic pen 100 and the writing substrate / the writing substrate plane 106 exhibit.

Der Anschaulichkeit halber ist zudem in 1b ein Beispiel für den bereits erwähnten Kegel bzw. Kegelmantel 118 dargestellt, der die potenziell möglichen Orte des Schreibstiftes 100 für einen beispielhaft gegebenen Neigungswinkel 112 darstellen kann, wobei die Spitze des Kegels / des Kegelmantels auf dem Schreibsubstrat 106 stehen und mit der Schreibspitze 114 des elektronischen Schreibstiftes 100 zusammenfallen kann.For the sake of clarity, is also in 1b an example of the already mentioned cone or conical shell 118 shown the potential places of the pen 100 for an exemplary given angle of inclination 112 with the tip of the cone / cone sheath on the writing substrate 106 stand and with the writing tip 114 of the electronic pen 100 can coincide.

Die Schreibrichtung 117, veranschaulicht durch das beispielhafte Schreibmuster 116, ist beispielhaft parallel zu einem Rand des Schreibsubstrats und die Schreibrichtung 117 aus der Perspektive des Anwenders erfolgt beispielsweise von links nach rechts.The writing direction 117 illustrated by the exemplary writing pattern 116 , is exemplary parallel to an edge of the writing substrate and the writing direction 117 from the user's perspective, for example, from left to right.

Somit kann beispielsweise die Projektion 111 der Längsachse 105 des elektronischen Schreibstiftes 100 auf die Schreibsubstratebene 106 bzw. Papierebene als Winkelhalbierende eines Schreibkoordinatensystems aufgefasst werden.Thus, for example, the projection 111 the longitudinal axis 105 of the electronic pen 100 on the writing substrate plane 106 or paper level can be understood as an angle bisector of a writing coordinate system.

Dabei zeigt beispielsweise die X-Achse 107 in Schreibrichtung 117 und die Y-Achse 108 vom Anwender aus gesehen nach unten. Die Projektion 111 der Längsachse kann dabei z.B. aus der Verbindung zweier Punkte erhalten werden: z.B. aus der Verbindung vom Aufsetzpunkt 115 der Spitze/Schreibspitze 114 des elektronischen Schreibstiftes, beispielhafte Schreibminenspitze, und z.B. dem Lotfußpunkt 113 der Längsachse 105 des elektronischen Schreibstiftes 100 durch den Abschluss des Gehäuses des elektronischen Schreibstiftes 100 (oder jedem anderen Punkt entlang der Längsachse 105, der nicht mit der Schreibspitze zusammenfällt) auf der Blattebene / Schreibsubstratebene 106.Here, for example, shows the X-axis 107 in the writing direction 117 and the Y-axis 108 from the user down. The projection 111 The longitudinal axis can be obtained, for example, from the connection of two points: for example, from the connection from the touchdown point 115 the top / nib 114 the electronic pen, exemplary pen tip, and eg the lotus point 113 the longitudinal axis 105 of the electronic pen 100 by completing the case of the electronic pen 100 (or any other point along the longitudinal axis 105 which does not coincide with the writing tip) on the sheet plane / writing substrate plane 106 ,

Der Ursprung des Schreibkoordinatensystems kann dann z.B. der erste Aufsetzpunkt 115 der Schreibspitze 114 sein und die Achsen X, Y des Schreib- bzw. Schreibsubstratkoordinatensystems können z.B. durch eine Rotation um einen beispielshaften Winkel ±45° aus der projizierten Schreibstiftlängsachse 111 erzeugt werden.The origin of the writing coordinate system can then be, for example, the first touchdown point 115 the writing tip 114 his and the axes X . Y of the write or write substrate coordinate system can, for example, by rotation about an exemplary angle ± 45 ° from the projected pen longitudinal axis 111 be generated.

Besagter beispielhafter Winkel zwischen Projektion 111 der Schreibstiftlängsachse 105 und dem Schreibkoordinatensystem stellt dabei eine Schätzung dar, welche mit besseren Referenzdaten verfeinert werden kann.Said exemplary angle between projection 111 the pen longitudinal axis 105 and the writing coordinate system represents an estimate, which can be refined with better reference data.

Beispielsweise kann man den Anwender bei der Einrichtung / Initiierung des elektronischen Schreibstiftes bitten, eine Bewegung von links nach rechts und eine weitere von oben nach unten zu vollführen. Damit kann es leichter ermöglicht werden, den Winkel zu ermitteln, mit dem der Schreibstift für gewöhnlich gehalten wird. Wird dieser Winkel gespeichert, kann eine einmalige Messung ausreichend sein. Zudem kann später eine Neukalibration in gleicher Weise vom Anwender ausgelöst werden, falls er mit dem Verhalten des Stiftes nicht mehr zufrieden sein sollte.For example, when setting up / initiating the electronic pen, the user may be asked to perform a movement from left to right and another from top to bottom. This makes it easier to determine the angle at which the pen is usually held. If this angle is stored, a single measurement may be sufficient. In addition, later recalibration can be triggered in the same way by the user if he should not be satisfied with the behavior of the pen.

Während z.B., wie dargestellt, bei einem Rechtshänder von einer weitgehend standardisierten Position des elektronischen Schreibstiftes (vom Anwender aus gesehen) im rechten unteren Quadranten, d.h. im vierten Quadranten 104 ausgegangen werden kann, sind bei Linkshändern Positionen in allen anderen Quadranten möglich. Um zu entscheiden, welche Stiftposition tatsächlich eingenommen wird, ist es hilfreich, sowohl die Lage der Projektion 111 der Schreibstiftlängsachse als auch die Eigenschaften eines von der inertialen Positionsbestimmungssensorik zur Erfassung von Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes bestimmten Beschleunigungsprofiles auszuwerten.For example, as shown, in a right-handed person from a largely standardized position of the electronic pen (as seen by the user) in the lower right quadrant, ie in the fourth quadrant 104 left-handed positions are possible in all other quadrants. In order to Deciding which pen position is actually taken, it is helpful both the location of the projection 111 evaluate the pen longitudinal axis as well as the properties of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor system for detecting the position and movement of the electronic pen.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass eine mögliche dritte räumliche Achse des Schreibkoordinatensystems, z.B. eine Z-Achse, welche beispielsweise senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat 106 bzw. orthogonal zu den Achsen X, Y steht, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.For the sake of completeness, it should be mentioned that a possible third spatial axis of the writing coordinate system, for example a Z-axis, which is for example perpendicular to the two-dimensional writing substrate 106 or orthogonal to the axes X . Y is not shown for reasons of clarity.

Die 2a zeigt schematisch einen beispielhaften Schreibvorgang mit einem beispielhaften stationären periodischen (schleifenförmig bzw. ℓ-förmigen) Schreibmuster bzw. Schreibvorgang 200 bzw. einem Schreibmusterelement (durchgezogene schleifenförmige bzw. ℓförmige Linie), wobei der Startpunkt 201 sowie der Endpunkt 202 des Schreibvorgangs bzw. des Schreibmusters bzw. des Schreibmusterelements beispielhaft gekennzeichnet ist.The 2a schematically shows an exemplary write operation with an exemplary stationary periodic (loop-shaped or ℓ-shaped) write pattern or write 200 or a writing pattern element (solid loop-shaped or l-shaped line), the starting point 201 as well as the endpoint 202 the write operation or the write pattern or the write pattern element is exemplified.

Das Schreibmuster 200 ist beispielhaft so ausgerichtet, dass der Startpunkt 201 sowie der Endpunkt 202 des Schreibvorgangs bzw. des Schreibmusters bzw. des Schreibmusterelements die gleichen Koordinaten in Bezug auf die beispielhafte dargestellte Y-Achse 203 hat. In dem beispielhaften stationären periodischen Schreibmuster ist zudem die beispielhafte Richtung der Schreibbewegung mit dem Bezugszeichen 204 gekennzeichnet.The writing pattern 200 is exemplary oriented so that the starting point 201 as well as the endpoint 202 of the write operation or the write pattern element, respectively, have the same coordinates with respect to the exemplified Y axis 203 Has. Moreover, in the exemplary stationary periodic write pattern, the exemplary direction of the write motion is the reference numeral 204 characterized.

Die 2b stellt beispielhaft und idealisiert unter anderem den Verlauf von Weg bzw. Ort 210, Geschwindigkeit 211 und Beschleunigung 212 des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit 209 für das beispielhafte stationäre periodische Schreibmuster 200 dar. Anders ausgedrückt kann beispielsweise das Beschleunigungsprofil 212 als Beschleunigungsprofil für Beschleunigungen normal bzw. orthogonal zur Schreibrichtung beim Schreiben von Schleifen aufgefasst werden.The 2 B exemplifies and idealizes, among other things, the course of the way or place 210 , Speed 211 and acceleration 212 of the electronic pen as a function of time 209 for the exemplary stationary periodic write pattern 200 In other words, for example, the acceleration profile 212 be understood as acceleration profile for acceleration normal or orthogonal to the writing direction when writing loops.

Das Bezugszeichen 205 kennzeichnet dabei beispielhaft einen Y-Achsenanteil / die Y-Achsenkomponente eines beispielhaften Positions- bzw. Ortssignal bzw. Ortsignalprofiles des beispielhaften Schreibvorgangs 200 aus 2a eines elektronischen Schreibstiftes.The reference number 205 denotes an example of a Y-axis component / the Y-axis component of an exemplary position or location signal or Ortssignalprofiles the exemplary writing process 200 out 2a an electronic pen.

Das Bezugszeichen 206 kennzeichnet beispielsweise die Geschwindigkeit des Schreibvorgangs 200 und das Bezugszeichen 207 die (von der inertialen Positionsbestimmungssensorik des elektronischen Schreibstiftes bestimmte) Beschleunigung des Schreibvorgangs 200.The reference number 206 indicates for example the speed of the writing process 200 and the reference numeral 207 the acceleration of the writing process (determined by the inertial positioning sensor electronics of the electronic pen) 200 ,

Zusätzlich ist beispielhaft ein idealisiertes Muskelaktivierungspotential dargestellt, das die antreibende (Agonist) und hemmende (Antagonist) Rolle von Muskelpaaren beschreiben soll, die beim Schreiben des Schreibmusters 200 aktiviert werden können. Das Bezugszeichen 213 kennzeichnet beispielhaft die einhüllende Kurve eines beispielhaften Kraftaufwandprofiles auf Grundlage des Schreibvorgangs 200.In addition, an idealized muscle activation potential is exemplified that is intended to describe the driving (agonist) and inhibitory (antagonist) role of muscle pairs involved in writing the writing pattern 200 can be activated. The reference number 213 exemplifies the enveloping curve of an exemplary force demand profile based on the writing process 200 ,

Die Bezugszeichen 223, 224, 225, 226 stellen dabei beispielhafte Kraftaufwandsänderungen für Agonist 223, 225 und Antagonist 224, 226 dar.The reference numerals 223 . 224 . 225 . 226 represent exemplary force changes for agonist 223 . 225 and antagonist 224 . 226 represents.

Wird mit dem elektronischen Schreibstift z.B. eine Reihe von Schleifen (wie beim Schreibschrift-ℓ) von links nach rechts beschrieben, führt die Stiftspitze eine regelmäßige Hin- und Her-Bewegung aus, deren einfachstes Element das beispielhafte Schreibmuster 200 sein kann.For example, if the electronic pen describes a series of loops (as in the case of the script ℓ) from left to right, the pen tip performs a regular back-and-forth motion, the simplest element of which is the exemplary writing pattern 200 can be.

Da es sich beim Schreiben des Schreibmusters 200 um eine sich wiederholende Bewegung handeln kann, kann die Zeitachse 209 auch als der Winkel eines Polarkoordinatensystems verstanden werden.As it is writing the writing pattern 200 can be a repetitive motion, the timeline 209 also be understood as the angle of a polar coordinate system.

Somit kann die 2b (wie auch 3 und 4) aufgefasst werden als Beschreibung des zeitlichen Ablaufes innerhalb einer Phase einer zyklischen bzw. periodischen Bewegung.Thus, the 2 B (as well as 3 and 4 ) are understood as a description of the time sequence within a phase of a cyclic or periodic movement.

Dabei kann zunächst die agonistische Muskelbewegung für eine Beschleunigung des Stiftes in die gewählte Richtung sorgen, wodurch sich eine Geschwindigkeit aufbauen kann und die Schreibstiftspitze beginnen kann, sich in diese Richtung zu bewegen.In this case, the agonistic muscle movement can initially provide for an acceleration of the pin in the selected direction, as a result of which a speed can build up and the pen point can begin to move in this direction.

Ohne hemmende Krafteinwirkung kann diese Bewegung fortbestehen, bis eine antagonistische Muskelbewegung eine entgegen der initialen Beschleunigung wirkende Kraft auf den Stift ausüben kann.Without inhibitory force, this movement may continue until an antagonistic muscle movement can exert a force against the initial acceleration on the pin.

Im dargestellten Beispiel 213 sind Stärke und Dauer der Krafteinwirkung für Agonist und Antagonist gleich, wodurch die Geschwindigkeit vollständig abgebaut werden kann und die Schreibstiftspitze kurzzeitig zur Ruhe kommen kann. Danach können sich die Rollen der Muskeln umkehren und es kann nahtlos eine Gegenbewegung erfolgen, die erneut eine in Stärke und Dauer identische Krafteinwirkung annehmen kann.In the example 213 shown, the strength and duration of the action of force for the agonist and antagonist are the same, as a result of which the speed can be completely reduced and the pen point can briefly come to rest. Thereafter, the roles of the muscles can reverse and there can be a seamless countermovement, which can again assume an identical strength and duration of force.

Dadurch kann die Stiftspitze am Ende dieses Zyklus / dieser Periode wieder an ihren Ausgangspunkt zurückkehren und die Geschwindigkeit erneut vollständig abgebaut werden.This will allow the pen tip to return to its end at the end of this cycle / period Return to the starting point and reduce the speed completely again.

Der beispielhafte dargestellte Verlauf kann insbesondere beim Schreiben von Schleifen ausgerichtet parallel / in der Y-Achse anzutreffen sein.The exemplary illustrated course can be found in particular when writing loops aligned parallel / in the Y-axis.

In diesem beispielhaften Fall des Schreibmusters 200 sind die Profile für Weg bzw. Ort 210, Geschwindigkeit 211 und Beschleunigung 212 des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit 209 symmetrisch in Bezug auf die Hälfte der Periode des Schreibvorgangs 200.In this exemplary case of the writing pattern 200 are the profiles for way or place 210 , Speed 211 and acceleration 212 of the electronic pen as a function of time 209 symmetric with respect to half the period of the write operation 200 ,

Vom Standpunkt des Beschleunigungsprofiles 212 weisen dabei die Zeitversätze bzw. Zeitspannen 215, 216 die gleiche Größe bzw. die gleiche Länge auf. Dabei sind die Zeitversätze bzw. Zeitspannen 215, 216 beispielhaft bestimmt durch den zeitlichen Abstand zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen.From the point of view of the acceleration profile 212 have the time offsets or periods 215 . 216 the same size or the same length. Here are the time offsets or periods 215 . 216 exemplified by the time interval between a pair of consecutive reverse acceleration changes.

So ist beispielsweise der Zeitversatz / die Zeitspanne 215 bestimmt durch den zeitlichen Abstand zwischen der Beschleunigungsänderung 214 in positiver Achsrichtung und der Beschleunigungsänderung 216 in negativer Achsrichtung, und der Zeitversatz / die Zeitspanne 218 bestimmt durch den zeitlichen Abstand zwischen der Beschleunigungsänderung 217 in negativer Achsrichtung und der Beschleunigungsänderung 219 in positiver Achsrichtung. Die Beschleunigungsänderungen 214 und 216, sowie 217 und 219 können also jeweils als Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen aufgefasst werden.For example, the time offset / time span 215 determined by the time interval between the acceleration change 214 in positive axis direction and acceleration change 216 in the negative axis direction, and the time offset / time span 218 determined by the time interval between the acceleration change 217 in negative axis direction and the acceleration change 219 in positive axis direction. The acceleration changes 214 and 216 , such as 217 and 219 Thus, each can be understood as a pair of consecutive opposing acceleration changes.

Zudem sei erwähnt, dass die Beschleunigungsextrema bzw. Beschleunigungsmaxima bzw. Beschleunigungsmaximaplateaus 220, 221, 222 beispielhafterweise die gleiche Amplitude aufweisen.In addition, it should be mentioned that the acceleration extrema or acceleration maxima or acceleration maxima plateau, respectively 220 . 221 . 222 exemplarily have the same amplitude.

Die Zeitversätze bzw. Zeitpannen bzw. Zeitintervalle 215, 218 können unter anderem dadurch bestimmt werden, dass dort die erste Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und der Betrag der bestimmten Beschleunigungen gleich oder nahezu gleich Null sind.The time offsets or time intervals or time intervals 215 . 218 can be determined, inter alia, that there are the first derivative of the specific accelerations and the amount of certain accelerations equal or close to zero.

Sieht man sich im Gegensatz zum Verlauf der Profile 210, 211, 212, 213 in Y-Richtung den Verlauf der Profile für Ort 310, Geschwindigkeit 311 und Beschleunigung 312 des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit 309 in X-Richtung an, ist der zeitliche Verlauf der Muskelbewegungen verändert.Does one look in contrast to the course of the profiles 210 . 211 . 212 . 213 in the Y direction the profile of the profiles for place 310 , Speed 311 and acceleration 312 of the electronic pen as a function of time 309 in the X direction, the time course of the muscle movements is changed.

Zum besseren Verständnis dazu ist in der 3a beispielhaft das periodische translatorische (schleifenförmige bzw. ℓ-förmige) Schreibmuster bzw. der Schreibvorgang 300 bzw. ein Schreibmusterelement (durchgezogene schleifenförmige bzw. ℓ-förmige Linie) dargestellt, wobei der Startpunkt 301 sowie der Endpunkt 302 des Schreibvorgangs bzw. des Schreibmusters bzw. des Schreibmusterelements beispielhaft gekennzeichnet ist.For a better understanding of this is in the 3a exemplarily the periodic translatory (loop-shaped or ℓ-shaped) writing pattern or the writing process 300 or a writing pattern element (solid loop-shaped or ℓ-shaped line), wherein the starting point 301 as well as the endpoint 302 the write operation or the write pattern or the write pattern element is exemplified.

Das Schreibmuster 300 ist beispielhaft so ausgerichtet, dass die Schreibrichtung parallel zur X-Achse 303 ausgerichtet ist. Dabei liegen beispielsweise der Startpunkt 301 sowie der Endpunkt 302 des Schreibvorgangs bzw. des Schreibmusters bzw. des Schreibmusterelements auf gleicher Höhe (bzw. gleicher Y-Achsen Koordinate), jedoch unterscheiden sich die Koordinaten von Startpunkt 301 und Endpunkt 302 in Bezug auf die beispielhafte dargestellte X-Achse 303.The writing pattern 300 is exemplary oriented so that the writing direction is parallel to the X-axis 303 is aligned. Here are, for example, the starting point 301 as well as the endpoint 302 of the writing process or the writing pattern or of the writing pattern element at the same height (or the same Y-axis coordinate), however, the coordinates differ from the starting point 301 and endpoint 302 with respect to the exemplary illustrated X-axis 303 ,

Die Schreibmuster 300 und 200 unterscheiden sich beispielsweise also lediglich in den Start- und Endpunkten der Schreibvorgänge, können jedoch die gleichen Schreibbewegungen aufweisen bzw. darstellen.The writing patterns 300 and 200 Thus, for example, they differ only in the start and end points of the write operations, but may have or represent the same write movements.

In dem beispielhaften translatorischen periodischen Schreibmuster ist zudem die beispielhafte Richtung der Schreibbewegung mit dem Bezugszeichen 304 gekennzeichnet.Moreover, in the exemplary translational periodic write pattern, the exemplary direction of the write motion is the reference character 304 characterized.

Die 3b stellt beispielhaft den Verlauf der Profile für Ort 310, Geschwindigkeit 311 und Beschleunigung 312 des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit 309 in X-Richtung für das beispielhafte translatorische periodische Schreibmuster 300 dar.The 3b exemplifies the course of the profiles for place 310 , Speed 311 and acceleration 312 of the electronic pen as a function of time 309 in the X direction for the exemplary translational periodic write pattern 300 represents.

Im Gegensatz zur 2b kann das Beschleunigungsprofil 312 als Beschleunigungsprofil für Beschleunigungen in Schreibrichtung beim Schreiben von Schleifen aufgefasst werden.In contrast to 2 B can the acceleration profile 312 be considered as an acceleration profile for accelerations in the writing direction when writing loops.

Das Bezugszeichen 305 kennzeichnet dabei beispielhaft einen X-Achsenanteil / die X-Achsenkomponente eines beispielhaften Positions- bzw. Ortssignal bzw. Ortsignalprofiles des beispielhaften Schreibvorgangs 300 aus 3a eines elektronischen Schreibstiftes.The reference number 305 in this case, by way of example, denotes an X-axis component / the X-axis component of an exemplary position or location signal or location signal profile of the exemplary write operation 300 out 3a an electronic pen.

Das Bezugszeichen 306 kennzeichnet beispielsweise die Geschwindigkeit des Schreibvorgangs 300 und das Bezugszeichen 307 die (von der inertialen Positionsbestimmungssensorik des elektronischen Schreibstiftes bestimmte) Beschleunigung des Schreibvorgangs 300.The reference number 306 indicates for example the speed of the writing process 300 and the reference numeral 307 the acceleration of the writing process (determined by the inertial positioning sensor electronics of the electronic pen) 300 ,

Zusätzlich ist beispielhaft ein idealisiertes Muskelaktivierungspotential dargestellt, das die antreibende (Agonist) und hemmende (Antagonist) Rolle von Muskelpaaren beschreiben soll, die beim Schreiben des Schreibmusters 300 aktiviert werden können. Das Bezugszeichen 313 kennzeichnet beispielhaft die einhüllende Kurve eines beispielhaften Kraftaufwandprofiles auf Grundlage des Schreibvorgangs 300.In addition, an idealized muscle activation potential is exemplified that is intended to describe the driving (agonist) and inhibitory (antagonist) role of muscle pairs involved in writing the writing pattern 300 can be activated. The reference number 313 features exemplarily the enveloping curve of an exemplary force demand profile based on the writing process 300 ,

Die Bezugszeichen 323, 324, 325, 326 stellen dabei beispielhafte Kraftaufwandsänderungen für Agonist 323, 325 und Antagonist 324, 326 dar.The reference numerals 323 . 324 . 325 . 326 represent exemplary force changes for agonist 323 . 325 and antagonist 324 . 326 represents.

Im Gegensatz zum beispielhaften Fall aus 2b ist nun die zeitliche Verteilung der Muskelbewegungen verändert: Der erste Antagonist 324 wirkt nun beispielsweise verzögert und der zweite Antagonist 326 wirkt früher relativ zum jeweiligen Agonisten 323, 325.In contrast to the exemplary case 2 B Now the temporal distribution of muscle movements is changed: the first antagonist 324 For example, it has a delayed effect and the second antagonist 326 acts earlier relative to the respective agonist 323 . 325 ,

Jetzt sind zwar immer noch die Krafteinwirkungen der Muskeln in Stärke und Dauer gleich, aber durch die zeitliche Verschiebung kann die Geschwindigkeit in der Hin-Richtung länger wirken als in der Rück-Richtung, wodurch sich eine bleibende Verschiebung beim Weg in Y-Richtung der Stiftspitze nach Durchlauf des vollen Zyklus / der vollen Periode ergibt.Now, while the force and duration of the muscles are still the same, the temporal shift may cause the speed in the outward direction to be longer than in the backward direction, resulting in a permanent shift in the Y-direction of the pen tip after passing the full cycle / full period.

Diese beispielhafte Phasenverschiebung der Antagonisten-Agonisten-Krafteinwirkung gilt es zu finden, und ist z.B. ihr über einen gewissen Zeitraum gemittelter Wert in einer bestimmten Richtung maximal, ist die Schreibrichtung gefunden.This exemplary phase shift of antagonist agonist force is to be found, and is e.g. their value averaged over a certain period of time in a certain direction, the writing direction is found.

Insbesondere kann sich die Bestimmung der Schreibrichtung dabei auf der Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft des Beschleunigungsprofiles 312 stützen, in dem sich die besage beispielhafte Phasenverschiebung der Antagonisten-Agonisten-Krafteinwirkung widerspiegelt.In particular, the determination of the writing direction can be based on the determination of at least one characteristic property of the acceleration profile 312 which reflects the exemplary phase shift of antagonist-agonist force action.

Übersteigt beispielsweise der Betrag der Ableitung der Beschleunigung einen Grenzwert, kann diese den Beginn einer Krafteinwirkung identifizieren und die Auswirkungen von Nullpunktsfehler vermieden werden.For example, if the amount of derivative of the acceleration exceeds a threshold, it can identify the onset of force and avoid the effects of zero error.

Eine einfache Auswertung der Geschwindigkeit ist nicht ausreichend dafür, die Schreibrichtung zu ermitteln, denn im Geschwindigkeitsverlauf ist diese von simpler Drift bzw. Positionsbestimmungssensoriksignaldrift (z.B. verursacht durch externe oder interne Störeinflüsse) nicht zu unterscheiden.A simple evaluation of the speed is not sufficient to determine the writing direction, because in the course of speed this is indistinguishable from simple drift or positioning sensor signal drifting (for example caused by external or internal disturbances).

Wie oben beschrieben kann daher für eine Vielzahl rechtwinkliger Koordinatensysteme, bzw. für eine Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat in einer vorher schon initial festgelegten Papierebene bzw. Schreibsubstratebene (z.B. durch Definition, dass die Z-Richtung in Richtung der Schwerkraft liegt und die X-Y-Ebene, also die Schreibsubstratebene, hierzu senkrecht angeordnet ist) der Zeitversatz / die Zeitspanne zwischen zwei aufeinander folgenden, entgegengerichteten Beschleunigungsanstiegen oder Beschleunigungsmaxima bestimmt werden.As described above, therefore, for a plurality of rectangular coordinate systems, or for a plurality of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis on the writing substrate in a previously fixed paper plane or writing substrate plane (eg, by defining that the Z Direction is in the direction of gravity and the XY plane, that is, the writing substrate plane, arranged perpendicular thereto), the time offset / the time interval between two consecutive, opposing acceleration increases or acceleration maxima are determined.

Wenn z.B. die erste Beschleunigung in positiver Achsrichtung erfolgt, muss dieser Zeitversatz maximal sein, damit die positive Achsrichtung gleich der Schreibrichtung wird. Erfolgt z.B. die erste Beschleunigung dagegen in negativer Achsrichtung, muss der zeitliche Abstand zum nächsten, entgegengerichteten Beschleunigungsanstieg oder dem Beschleunigungsmaximum minimal sein.If e.g. the first acceleration takes place in the positive axis direction, this time offset must be maximum so that the positive axis direction becomes equal to the writing direction. For example, In contrast, the first acceleration in the negative axis direction, the time interval to the next, opposite acceleration increase or the maximum acceleration must be minimal.

Um beispielsweis eine genügende Sicherheit dieser Lösung sicherstellen zu können, kann diese Ermittlung mehrfach durchgeführt werden und das Mittel der einzelnen als Schreibrichtung erkannten Achsrichtungen gewählt werden.In order to be able to ensure, for example, sufficient security of this solution, this determination can be carried out several times and the average of the individual axis directions recognized as the writing direction can be selected.

Für Achsrichtungen normal, d.h. orthogonal, zur Schreibrichtung sollten sich die Zeiten zwischen den Beschleunigungspaaren, egal mit welchem Richtungssinn, im Mittel nicht unterscheiden.For axis directions normal, i. Orthogonal, the writing direction, the times between the acceleration pairs, no matter which direction, on average should not differ.

Wenn sich also z.B. bei einer vektoriellen Addition mehrerer Zeitversätze ein von Null verschiedener Wert ergibt, der für eine Achsrichtung ein Maximum erreicht, kann dies als Indiz für Identifizierung der Schreibrichtung dienen.So if, for example, If a vectorial addition of multiple time offsets results in a value other than zero which reaches a maximum for one axial direction, this can serve as an indication of the identification of the writing direction.

Wie erwähnt, kann zur Bestimmung der Zeitversätze im Beschleunigungsprofil insbesondere die Ableitung der Beschleunigung herangezogen werden.As mentioned, the derivation of the acceleration can be used to determine the time offsets in the acceleration profile.

Zur Feststellung der Zeitpunkte, die für die Zeitmessung des Zeitversatzes herangezogen werden können sind mehrere Möglichkeiten denkbar.To determine the times that can be used for the time measurement of the time offset several possibilities are conceivable.

Eine Möglichkeit ist beispielsweise, das Maximum einer/der Beschleunigungsänderung für die Wahl des Zeitpunktes / der Zeitpunkte heranzuziehen.One possibility, for example, is to use the maximum of an acceleration change for the choice of the time / points in time.

Da beim Einsetzen und Beenden einer Beschleunigung die Änderung der Schreibgeschwindigkeit maximal wird, können alternativ mit Hilfe der Nullstellen der ersten Ableitung der Beschleunigung die jeweiligen End- und Anfangszeitpunkte für einen Zeitversatz bzw. die Zeitspanne zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen bestimmt werden.As the change in writing speed becomes maximum at the time of the onset and termination of acceleration, alternatively, the zeros of the first derivative of the acceleration may be used to determine the respective end and start times for a time offset and the time period between a pair of consecutive reverse acceleration changes, respectively.

In dem beispielhaft dargestellten Beschleunigungsprofil 312 kennzeichnet das Bezugszeichen 314 eine beispielhafte Beschleunigungsänderung in positiver Achsrichtung auf die, nach einem ersten Zeitversatz 315, eine entgegengerichtete Beschleunigungsänderung 316 in negativer Achsrichtung folgt. Die Beschleunigungs-änderungen 314, 316 stellen also ein beispielhaftes (erstes) Paar aufeinanderfolgender entgegengerichteter Beschleunigungsänderungen dar.In the acceleration profile shown by way of example 312 denotes the reference numeral 314 an exemplary acceleration change in the positive axis direction to, after a first time offset 315 , an opposite change in acceleration 316 follows in negative axis direction. Make the acceleration changes 314, 316 that is, an exemplary (first) pair of consecutive opposite acceleration changes.

Ein weiteres (zweites) Paar aufeinanderfolgender entgegengerichteter Beschleunigungsänderungen ist z.B. durch die Beschleunigungsänderung 317 in negativer Achsrichtung und die Beschleunigungsänderung 319 in positiver Achsrichtung gegeben, wobei der Zeitversatz zwischen diesem beispielhaften zweiten Paar durch das Bezugszeichen 318 gekennzeichnet ist. Die beiden Zeitversätze 315, 318 sind nicht symmetrisch bzw. von verschiedener Größe bzw. verschiedener Dauer. Im vorliegenden beispielhaften Fall ist der erste Zeitversatz 315 maximal und der zweite Zeitversatz 318 minimal, also der Betrag der Differenz der Zeitversätze 315, 317 maximal, da die beispielhafte Schreibrichtung des Schreibmusters 300 parallel zur X-Achse liegt.Another (second) pair of consecutive opposite acceleration changes is eg due to the acceleration change 317 in negative axis direction and the acceleration change 319 given in the positive axis direction, wherein the time offset between this exemplary second pair by the reference character 318 is marked. The two time offenses 315 . 318 are not symmetrical or of different size or duration. In the present exemplary case, the first time offset is 315 maximum and the second time offset 318 minimal, ie the amount of the difference of time offsets 315 . 317 maximum, since the exemplary writing direction of the writing pattern 300 parallel to the X-axis.

Wie oben erwähnt, kann zur Bestimmung der Zeitversätze 315, 318 die Ableitung des Beschleunigungsprofiles 312 herangezogen werden. So lassen beispielsweise die Zeitversätze 315, 318 bestimmen aus dem Zeitintervall in dem die erste Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und der Betrag der bestimmten Beschleunigungen gleich oder nahezu gleich Null sind.As mentioned above, to determine the time offsets 315 . 318 the derivative of the acceleration profile 312 be used. For example, the time offenses 315 . 318 determine from the time interval in which the first derivative of the determined accelerations and the magnitude of the determined accelerations are equal to or nearly equal to zero.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Beschleunigungsextrema bzw. Beschleunigungsmaxima bzw. Beschleunigungsmaximaplateaus 320, 321, 322 beispielhafterweise die gleiche Amplitude aufweisen.For the sake of completeness, it should be mentioned that the acceleration extrema or acceleration maxima or acceleration maxima plateau respectively 320 . 321 . 322 exemplarily have the same amplitude.

Zudem sei erwähnt, dass die Beschleunigungsänderungen 314, 316, 317, 319 die zur Bestimmung der Zeitversätze 315, 318 dienen können, beispielsweise dadurch beschrieben werden können, dass die Ableitung der Beschleunigung ungleich Null ist, sowie an einem Zeitpunkt der Beschleunigungsänderung der Betrag der Beschleunigung gleich Null ist. Dies gilt analog auch für die Beschleunigungsänderungen 214, 216, 217, 219 aus 2b.It should also be mentioned that the acceleration changes 314 . 316 . 317 . 319 to determine the time offenses 315 . 318 can be described, for example, characterized in that the derivative of the acceleration is not equal to zero, and at a time of acceleration change, the amount of acceleration is zero. This also applies analogously to the acceleration changes 214 . 216 . 217 . 219 out 2 B ,

Der Vollständigkeit halber sei ebenfalls erwähnt, dass, da es sich beim Schreiben von Schleifen um einen periodischen Vorgang handelt, die Zeitachsen in beiden Abbildungen als Phasenwinkel über eine ganze Periode von 0 bis 2Π aufgetragen sind. In den und ist eine mögliche Schriftspur zu sehen, die durch die Beschleunigungsprofile in den und erzeugt werden können. Der ausgezogene Teil der Kurven steht dabei für eine ganze Periode, während der gestrichelte Teil den Verlauf vor und nach dieser Periode anzeigt. Dabei ist zu beachten, dass die Auftragung in Y (2a) um π/2 gegenüber der in X-Richtung (3) verschoben ist, damit die Ähnlichkeit der Beschleunigungsverläufe besser betont werden kann. Es lässt sich leicht erkennen, dass es in Schreibrichtung eine Phasenverschiebung beim Abbremsen der Ausgangsbewegung und beim Beginn der Gegenbewegung gibt, welche in der Richtung normal zur Schreibrichtung nicht auftritt. Während die durchgezogene Linie in auf derselben Y-Koordinate endet wie sie beginnt, gibt es in der X-Richtung in einen Versatz nach Durchlauf einer Periode.For the sake of completeness, it should also be mentioned that since the writing of loops is a periodic process, the time axes in both figures are plotted as a phase angle over an entire period from 0 to 2 Π . In the and is a possible trace of writing to be seen by the acceleration profiles in the and can be generated. The extended part of the curves stands for a whole period, while the dashed part indicates the course before and after this period. It should be noted that the plot in Y ( 2a) by π / 2 with respect to the X direction ( 3 ) so that the similarity of the acceleration curves can be better emphasized. It can easily be seen that there is a phase shift in the direction of writing during the deceleration of the initial movement and at the beginning of the countermovement, which does not occur in the direction normal to the writing direction. While the solid line in ending in the same y-coordinate as it starts, there is in the x-direction in an offset after passing a period.

Die 4 stellt beispielhaft den Verlauf von Ort 405, Geschwindigkeit 406 und Beschleunigung 407 des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit 404 in X-Richtung für ein beispielhaftes allgemeineres Schreibmuster (nicht dargestellt), bei dem in Schreibrichtung die Amplituden der Beschleunigungsextrema unterschiedlich sind.The 4 exemplifies the course of place 405 , Speed 406 and acceleration 407 of the electronic pen as a function of time 404 in the X direction for an exemplary more general writing pattern (not shown) in which the amplitudes of the acceleration extrema are different in the writing direction.

Das Bezugszeichen 400 kennzeichnet dabei beispielhaft einen X-Achsenanteil / die X-Achsenkomponente eines beispielhaften Positions- bzw. Ortssignals bzw. Ortsignalprofiles eines/des beispielhaften (nicht dargestellten) Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes.The reference number 400 Here, by way of example, an X-axis component / the X-axis component of an exemplary position or location signal or location signal profile of an exemplary (not shown) writing process of an electronic pen is indicated.

Das Bezugszeichen 401 kennzeichnet beispielsweise die Geschwindigkeit des Schreibvorgangs und das Bezugszeichen 402 die (von der inertialen Positionsbestimmungssensorik des elektronischen Schreibstiftes bestimmte) Beschleunigung des (nicht dargestellten) Schreibvorgangs.The reference number 401 indicates, for example, the speed of the writing operation and the reference numeral 402 the acceleration (not shown) of the write operation (determined by the inertial positioning sensor electronics of the electronic pen).

Zusätzlich ist beispielhaft ein idealisiertes Muskelaktivierungspotential dargestellt, das die antreibende (Agonist) und hemmende (Antagonist) Rolle von Muskelpaaren beschreiben soll, die beim Schreiben des Schreibmusters aktiviert werden können. Das Bezugszeichen 418 kennzeichnet beispielhaft die einhüllende Kurve eines beispielhaften Kraftaufwandprofiles auf Grundlage des Schreibvorgangs.In addition, an idealized muscle activation potential is exemplified which is intended to describe the driving (agonist) and inhibitory (antagonist) role of muscle pairs that can be activated when writing the writing pattern. The reference number 418 exemplifies the enveloping curve of an exemplary force demand profile based on the writing process.

In den vorangehenden Beispielen wurde beispielhaft angenommen, dass die Beschleunigungsamplituden in beiden Achsrichtungen gleich sind. Alternativ kann bei einem translatorischen Schreibmuster aber auch eine intensivere Beschleunigung in der Schreibrichtung und eine entsprechend geringere Beschleunigung in Gegenrichtung erzeugt werden.In the preceding examples it was assumed by way of example that the acceleration amplitudes are the same in both axial directions. Alternatively, in a translatory writing pattern but also a more intense acceleration in the writing direction and a correspondingly lower acceleration in the opposite direction can be generated.

Während normal bzw. orthogonal zur Schreibrichtung beide, die antreibende wie die hemmende, Beschleunigung dabei gleiche Amplitude aufweisen können, ist entlang der Schreibrichtung eine höhere Amplitude für Bewegungen in Schreibrichtung und eine geringere für Bewegungen entgegen der Schreibrichtung erforderlich, wenn eine Translation ohne Phasenverschiebung erreicht werden soll. Die 4 zeigt dies beispielhaft.While normal, orthogonal to the writing direction, both the driving and the inhibiting, acceleration may have the same amplitude, along the writing direction, a higher amplitude for movements in the writing direction and a lower for movements against the writing direction is required if a translation without phase shift are achieved should. The 4 shows this by way of example.

Die Differenz der Amplituden von wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen kann somit alternativ oder zusätzlich zur Bestimmung der Schreibrichtung dienen.The difference of the amplitudes of at least two consecutive opposing ones Acceleration changes can thus serve alternatively or additionally to the determination of the writing direction.

Insbesondere kann beispielsweise die Bestimmung der Schreibrichtung darauf beruhen, dass ein bestimmtes Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass die Differenz der Amplituden der wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofile extremal und verschieden von Null ist.In particular, for example, the determination of the writing direction can be based on a specific acceleration profile along the axial direction of an axis, e.g. the X-axis satisfying at least one characteristic that the difference in the amplitudes of the at least two consecutive reverse acceleration changes of the acceleration profiles is extremal and distinct from zero.

In der Wirklichkeit wird meist eine Kombination beider Effekte (Asymmetrie der zeitlichen Wirkung der Muskelbewegungen und Asymmetrie der Amplituden) anzutreffen sein, so dass sowohl eine Phasenverschiebung als auch eine Amplitudendifferenz messbar sein dürfte und zur Feststellung der Schreibrichtung dienen können.In reality, a combination of both effects (asymmetry of the temporal effect of the muscle movements and asymmetry of the amplitudes) will usually be encountered, so that both a phase shift and an amplitude difference may be measurable and serve to determine the writing direction.

Allerdings kann für eine exakte Feststellung der Amplitude eine höhere Qualität der Sensordaten der inertialen Positionsbestimmungssensorik erforderlich sein, da z.B. Rauschen und eine begrenzte zeitliche Auflösung einer exakten Feststellung der Amplitude im Wege stehen können. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Amplitudenmessung wäre es unter anderem z.B. denkbar die Anzahl der Amplitudenmessung zu erhöhen und verschiedene statistische Auswertungsmethoden einzusetzen.However, for an accurate determination of the amplitude, a higher quality of the sensor data of the inertial positioning sensor system may be required because e.g. Noise and a limited temporal resolution of an exact determination of the amplitude can stand in the way. To improve the accuracy of the amplitude measurement, it would be, inter alia, e.g. conceivable to increase the number of amplitude measurement and to use different statistical evaluation methods.

In allen beispielhaften dargestellten Verläufen für Ort 405, Geschwindigkeit 406 und Beschleunigung 407 des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit 404 in X-Richtung für ein beispielhaftes Schreibmuster (nicht dargestellt) sind die verschiedenen Amplituden zu erkennen.In all exemplary illustrated courses for place 405 , Speed 406 and acceleration 407 of the electronic pen as a function of time 404 in the X direction for an exemplary writing pattern (not shown) the different amplitudes can be seen.

Im Beschleunigungsprofil 407 erfolgt beispielsweise nach einem Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung) mit einer ersten Amplitude 414 eine erste Beschleunigungsänderung in positiver Achsrichtung 408, welche nach einem ersten Zeitversatz in eine zweite Beschleunigungsänderung 410 übergeht, welche ein zweites Beschleunigungsmaximum (in negativer Achsrichtung) mit einer zweiten Amplitude 415 erreicht. Anschließend folgt eine weitere (dritte) Beschleunigungsänderung in negativer Achsrichtung bzw. ein Beschleunigungsänderungsabschnitt 427, dessen Ableitung ungleich Null ist und wobei an jedem Punkt des Abschnitts die Beschleunigung ungleich Null ist. Dabei erreicht das Beschleunigungsprofil ein weiteres (drittes) Beschleunigungsmaximum (in negativer Achsrichtung) mit einer dritten Amplitude 416.In the acceleration profile 407 takes place, for example, after an acceleration maximum (in the positive axial direction) with a first amplitude 414 a first acceleration change in the positive axis direction 408 which after a first time offset into a second acceleration change 410 passes which a second acceleration maximum (in the negative axis direction) with a second amplitude 415 reached. This is followed by a further (third) acceleration change in the negative axis direction or an acceleration change section 427 whose derivative is not zero and where at any point in the section the acceleration is non-zero. The acceleration profile reaches a further (third) acceleration maximum (in negative axis direction) with a third amplitude 416 ,

Danach folgt eine weitere (vierte) Beschleunigungsänderung 411 in negativer Achsrichtung, die nach einem (zweiten) Zeitversatz 412, in dem die Ableitung der Beschleunigung und der Betrag der Beschleunigung Null ist, in eine weitere (fünfte) Beschleunigungsänderung 413 in positiver Achsrichtung übergeht und eine weiteres (viertes) Beschleunigungsmaximum 417 (in positiver Achsrichtung) erreicht.This is followed by another (fourth) acceleration change 411 in negative axis direction after a (second) time offset 412 in which the derivative of the acceleration and the amount of acceleration is zero, in another (fifth) acceleration change 413 in the positive axis direction and another (fourth) acceleration maximum 417 (in positive axis direction) reached.

Die verschiedenen Größen und der Verlauf der Amplituden 414, 415, 416, 417 des Beschleunigungsprofils finden sich ebenfalls in den Amplituden 423, 424, 425, 426 und Kraftaufwandsänderungen bzw. Muskelaktivierungspotentialänderung 419, 420, 428, 421, 422, der antreibenden Muskel des Kraftaufwandprofils 418 wieder.The different sizes and the course of the amplitudes 414 . 415 . 416 . 417 the acceleration profile can also be found in the amplitudes 423 . 424 . 425 . 426 and force changes or muscle activation potential change 419 . 420 . 428 . 421 . 422 , the driving muscle of the muscular effort profile 418 again.

Es folgen 4 Blatt mit den Figuren 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b und 4.Die Bezugszeichen sind dabei wie folgt belegt.

100
Beispielhafter elektronischer Schreibstift
101
Beispielhafter (erster) Quadrant eines Schreibkoordinatensystems
102
Beispielhafter (zweiter) Quadrant eines Schreibkoordinatensystems
103
Beispielhafter (dritter) Quadrant eines Schreibkoordinatensystems
104
Beispielhafter (vierter) Quadrant eines Schreibkoordinatensystems
105
Beispielhafte Längsachse des beispielhaften elektronischen Schreibstiftes
106
Beispielhaftes Schreibsubstrat, beispielhafte Schreibsubstratebene
107
Beispielhafte X-Achse
108
Beispielhafte Y-Achse
109
Beispielhaftes Paar {X, Y} von X-Achse und Y-Achse, wobei die Achsen orthogonal zueinander stehen.
110
Beispielhaftes Lot von der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes auf das Schreibsubstrat
111
Beispielhafte Projektion der Längsachse des elektronischen Schreibstiftes auf das Schreibsubstrat / die Schreibsubstratebene
112
Beispielhafter Neigungswinkel zwischen Längsachse des elektronischen Schreibstiftes und Schreibsubstrat / Schreibsubstratebene
113
Beispielhafter Lotfußpunkt
114
Beispielhafte Spitze /Schreibspitze des elektronischen Schreibstiftes / beispielhafte Schreibminenspitze
115
Beispielhafter Aufsetzpunkt der Spitze des elektronischen Schreibstiftes, beispielhafter Ursprung des beispielhaften Schreibkoordinatensystems
116
Beispielhaftes geschriebenes Schreibmuster, beispielhafter geschriebener Text
117
Beispielhafte Schreibrichtung
118
Beispielhafter Kegel bzw. Kegelmantel, mögliche Menge an Orten des Schreibstiftes für einen gegebenen Neigungswinkel bzw. Höhenwinkel
200
Beispielhaftes periodisches stationäres Muster / Schreibmuster/ Schreibmusterelement in beispielhafter Y-Achsenrichtung, beispielhafter Schreibvorgang
201
Beispielhafter Startpunkt einer beispielhaften Schreibewegung, beispielhafter Beginn/Anfang des stationären periodischen Musters
202
Beispielhafter Endpunkt einer beispielhaften Schreibewegung, beispielhaftes Ende, beispielhafter Schlusspunkt des stationären periodischen Musters
203
Beispielhafte Y-Achse
204
Beispielhafter Schreibvorgang, beispielhafte Schreibbewegung, beispielhafte Richtung der Schreibbewegung
205
Beispielhafte Ordinate, z.B. Y-Achsenanteil des Orts/der Ortposition des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit bzw. Phasenwinkel
206
Beispielhafte Ordinate, Geschwindigkeit eines/des Schreibvorgangs
207
Beispielhafte Ordinate, Beschleunigung eines/des Schreibvorgangs
208
Beispielhafte Ordinate, Kraftaufwand eines/des Schreibvorgangs
209
Beispielhafte Abszisse, z.B. Zeitachse bzw. Phasenwinkel über eine Periode von 0 bis 2π eines/des Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
210
Beispielhafter Y-Achsenanteil / Y-Achsenkomponente eines beispielhaften Positions- bzw. Ortssignal eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Ortsignalprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
211
Beispielhafter Y-Achsenanteil / Y-Achsenkomponente eines beispielhaften Geschwindigkeitssignals eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Geschwindigkeitsprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
212
Beispielhafter Y-Achsenanteil / Y-Achsenkomponente eines beispielhaften Beschleunigungssignals eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Beschleunigungsprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
213
Beispielhaftes Kraftaufwandprofil, beispielhaftes Muskelaktivierungspotential der Hand- bzw. Finger- bzw. Armmuskulatur eines Anwenders bei Durchführung eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
214
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in positiver Achsrichtung
215
Beispielhafter (erster) Zeitversatz / beispielhafte Zeitspanne zwischen einem (ersten) Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen
216
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in negativer Achsrichtung
217
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in negativer Achsrichtung
218
Beispielhafter (zweiter) Zeitversatz / beispielhafte Zeitspanne zwischen einem (zweiten) Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen
219
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in positiver Achsrichtung
220
Beispielhaftes (erstes) Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung) bzw. (erstes) Beschleunigungsmaximumplateau (in positiver Achsrichtung)
221
Beispielhaftes (zweites) Beschleunigungsmaximum (in negativer Achsrichtung), bzw. (zweites) Beschleunigungsmaximumplateau (in negativer Achsrichtung)
222
Beispielhaftes (drittes) Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung), bzw. (drittes) Beschleunigungsmaximumplateau (in positiver Achsrichtung)
223
Beispielhafte (erste) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des antreibenden Muskel (Agonist)
224
Beispielhafte (zweite) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des hemmenden Muskel (Antagonist)
225
Beispielhafte (dritte) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des antreibenden Muskel (Agonist)
226
Beispielhafte (vierte) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des hemmenden Muskel (Antagonist)
300
Beispielhaftes periodisches translatorisches Muster / Schreibmuster/ Schreibmusterelement in beispielhafter x-Achsenrichtung, beispielhafter Schreibvorgang
301
Beispielhafter Startpunkt einer beispielhaften Schreibewegung, beispielhafter Beginn/Anfang des translatorischen periodischen Musters
302
Beispielhafter Endpunkt einer beispielhaften Schreibewegung, beispielhaftes Ende, beispielhafter Schlusspunkt des translatorischen periodischen Musters
303
Beispielhafte X-Achse
304
Beispielhafter Schreibvorgang, beispielhafte Schreibbewegung, beispielhafte Richtung der Schreibbewegung
305
Beispielhafte Ordinate, z.B. X-Achsenanteil des Orts/der Ortposition des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit bzw. Phasenwinkel
306
Beispielhafte Ordinate, Geschwindigkeit eines/des Schreibvorgangs
307
Beispielhafte Ordinate, Beschleunigung eines/des Schreibvorgangs
308
Beispielhafte Ordinate, Kraftaufwand eines/des Schreibvorgangs
309
Beispielhafte Abszisse, z.B. Zeitachse bzw. Phasenwinkel über eine Periode von 0 bis 2π eines/des Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
310
Beispielhafter X-Achsenanteil / X-Achsenkomponente eines beispielhaften Positions- bzw. Ortssignal eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Ortsignalprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
311
Beispielhafter X-Achsenanteil / X-Achsenkomponente eines beispielhaften Geschwindigkeitssignals eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Geschwindigkeitsprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
312
Beispielhafter X-Achsenanteil / X-Achsenkomponente eines beispielhaften Beschleunigungssignals eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Beschleunigungsprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
313
Beispielhaftes Kraftaufwandprofil, beispielhaftes Muskelaktivierungspotential der Hand- bzw. Finger- bzw. Armmuskulatur eines Anwenders bei Durchführung eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
314
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in positiver Achsrichtung
315
Beispielhafter (erster) Zeitversatz / beispielhafte Zeitspanne zwischen einem (ersten) Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen
316
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in negativer Achsrichtung
317
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in negativer Achsrichtung
318
Beispielhafter (zweiter) Zeitversatz / beispielhafte Zeitspanne zwischen einem (zweiten) Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen
319
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in positiver Achsrichtung
320
Beispielhaftes (erstes) Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung) bzw. (erstes) Beschleunigungsmaximumplateau (in positiver Achsrichtung)
321
Beispielhaftes (zweites) Beschleunigungsmaximum (in negativer Achsrichtung), bzw. (zweites) Beschleunigungsmaximumplateau (in negativer Achsrichtung)
322
Beispielhaftes (drittes) Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung), bzw. (drittes) Beschleunigungsmaximumplateau (in positiver Achsrichtung)
323
Beispielhafte (erste) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des antreibenden Muskel (Agonist)
324
Beispielhafte (zweite) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des hemmenden Muskel (Antagonist)
325
Beispielhafte (dritte) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des antreibenden Muskel (Agonist)
326
Beispielhafte (vierte) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des hemmenden Muskel (Antagonist)
400
Beispielhafte Ordinate, z.B. X-Achsenanteil des Orts/der Ortposition des elektronischen Schreibstiftes in Abhängigkeit der Zeit bzw. Phasenwinkel
401
Beispielhafte Ordinate, Geschwindigkeit eines/des Schreibvorgangs
402
Beispielhafte Ordinate, Beschleunigung eines/des Schreibvorgangs
403
Beispielhafte Ordinate, Kraftaufwand eines/des Schreibvorgangs
404
Beispielhafte Abszisse, z.B. Zeitachse bzw. Phasenwinkel über eine Periode von 0 bis 2π eines/des Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
405
Beispielhafter X-Achsenanteil / X-Achsenkomponente eines beispielhaften Positions- bzw. Ortssignal eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Ortsignalprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
406
Beispielhafter X-Achsenanteil / X-Achsenkomponente eines beispielhaften Geschwindigkeitssignals eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Geschwindigkeitsprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
407
Beispielhafter X-Achsenanteil / X-Achsenkomponente eines beispielhaften Beschleunigungssignals eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes, beispielhaftes Beschleunigungsprofil eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
408
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in positiver Achsrichtung
409
Beispielhafter (erster) Zeitversatz / beispielhafte Zeitspanne zwischen einem (ersten) Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen
410
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in negativer Achsrichtung
411
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in negativer Achsrichtung
412
Beispielhafter (zweiter) Zeitversatz / beispielhafte Zeitspanne zwischen einem (zweiten) Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen
413
Beispielhafte Beschleunigungsänderung, beispielhafter Beschleunigungsabfall / Beschleunigungsanstieg in positiver Achsrichtung
414
Beispielhaftes (erstes) Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung) bzw. (erstes) Beschleunigungsmaximumplateau (in positiver Achsrichtung) mit einer ersten Amplitude
415
Beispielhaftes (zweites) Beschleunigungsmaximum (in negativer Achsrichtung) bzw. (zweites) Beschleunigungsmaximumplateau (in negativer Achsrichtung) mit einer zweiten Amplitude
416
Beispielhaftes (drittes) Beschleunigungsmaximum (in negativer Achsrichtung) bzw. (drittes) Beschleunigungsmaximumplateau (in negativer Achsrichtung) mit einer dritten Amplitude
417
Beispielhaftes (viertes) Beschleunigungsmaximum (in positiver Achsrichtung) bzw. (viertes) Beschleunigungsmaximumplateau (in positiver Achsrichtung) mit einer vierten Amplitude
418
Beispielhaftes Kraftaufwandprofil, beispielhaftes Muskelaktivierungspotential der Hand- bzw. Finger- bzw. Armmuskulatur eines Anwenders bei Durchführung eines/des beispielhaften Schreibvorgangs eines elektronischen Schreibstiftes
419
Beispielhafte (erste) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des antreibenden Muskel (Agonist)
420
Beispielhafte (zweite) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des hemmenden Muskel (Antagonist)
421
Beispielhafte (dritte) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des antreibenden Muskel (Agonist)
422
Beispielhafte (vierte) Kraftaufwandsänderung, Muskelaktivierungspotentialänderung des hemmenden Muskel (Antagonist)
423
Beispielhafte (erste) Amplitude
424
Beispielhafte (zweite) Amplitude
425
Beispielhafte (dritte) Amplitude
426
Beispielhafte (vierte) Amplitude
427
Beispielhafte Abschnitt des beispielhaften Beschleunigungsprofiles dessen Ableitung ungleich Null ist und wobei an jedem Punkt des Abschnitts die Beschleunigung ungleich Null ist, beispielhafte Beschleunigungsänderung
428
Beispielhafter Abschnitt des beispielhaften Kraftaufwandprofiles dessen Ableitung ungleich Null ist und wobei an jedem Punkt des Abschnitts der Kraftaufwand ungleich Null ist.
This is followed by 4 sheets with the figures 1a . 1b . 2a . 2 B . 3a . 3b and 4 . The reference numerals are assigned as follows.
100
Exemplary electronic pen
101
Exemplary (first) quadrant of a write coordinate system
102
Exemplary (second) quadrant of a writing coordinate system
103
Exemplary (third) quadrant of a write coordinate system
104
Exemplary (fourth) quadrant of a writing coordinate system
105
Exemplary longitudinal axis of the exemplary electronic pen
106
Exemplary writing substrate, exemplary writing substrate plane
107
Exemplary X-axis
108
Exemplary Y-axis
109
Exemplary pair {X, Y} of X-axis and Y-axis, where the axes are orthogonal to each other.
110
Exemplary solder from the longitudinal axis of the electronic pen to the writing substrate
111
Exemplary projection of the longitudinal axis of the electronic pen onto the writing substrate / writing substrate plane
112
Exemplary tilt angle between the longitudinal axis of the electronic pen and writing substrate / writing substrate plane
113
Exemplary lotus point
114
Exemplary electronic stylus tip / stylus / exemplary pen tip
115
Exemplary Touch Point of Electronic Pen Tip, Exemplary Origin of Exemplary Write Coordinate System
116
Exemplary written writing pattern, exemplary written text
117
Exemplary writing direction
118
Exemplary cone, possible amount of locations of the stylus for a given tilt angle or elevation angle
200
Exemplary periodic stationary pattern / writing pattern / writing pattern element in exemplary Y-axis direction, exemplary writing process
201
Exemplary starting point of an exemplary writing movement, exemplary beginning / beginning of the stationary periodic pattern
202
Example end point of an example write movement, exemplary end, exemplary end point of the stationary periodic pattern
203
Exemplary Y-axis
204
Exemplary writing process, exemplary writing movement, exemplary direction of writing movement
205
Exemplary ordinate, eg Y-axis component of the location / location of the electronic pen as a function of time or phase angle
206
Exemplary ordinate, speed of a write
207
Exemplary ordinate, acceleration of a write operation
208
Exemplary ordinate, force of a write
209
Exemplary abscissa, eg time axis or phase angle over a period of 0 to 2π of a write operation of an electronic pen
210
Exemplary Y-axis component / Y-axis component of an exemplary positional signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary location signal profile of an exemplary electronic pen writing process
211
Exemplary Y-axis component / Y-axis component of an exemplary speed signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary velocity profile of an exemplary electronic pen writing process
212
Exemplary Y-axis component / Y-axis component of an exemplary acceleration signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary acceleration profile of an exemplary electronic pen writing process
213
Exemplary force profile, exemplary muscle activation potential of the hand or finger muscles of a user when performing a / the exemplary writing process of an electronic pen
214
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in positive axis direction
215
Exemplary (first) time offset / exemplary time span between a (first) pair of consecutive reverse acceleration changes
216
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in negative axis direction
217
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in negative axis direction
218
Exemplary (second) time offset / exemplary time span between a (second) pair of consecutive reverse acceleration changes
219
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in positive axis direction
220
Exemplary (first) acceleration maximum (in positive axis direction) or (first) acceleration maximum plateau (in positive axis direction)
221
Exemplary (second) acceleration maximum (in negative axis direction), or (second) acceleration maximum plateau (in negative axis direction)
222
Exemplary (third) acceleration maximum (in positive axis direction), or (third) acceleration maximum plateau (in positive axis direction)
223
Exemplary (first) force change, muscle activation potential change of the driving muscle (agonist)
224
Exemplary (second) force change, muscle activation potential change of the inhibitory muscle (antagonist)
225
Exemplary (third) force change, muscle activation potential change of the driving muscle (agonist)
226
Exemplary (fourth) force change, muscle activation potential change of the inhibitory muscle (antagonist)
300
Exemplary periodic translatory pattern / pattern / pattern element in exemplary x-axis direction, exemplary write
301
Exemplary starting point of an exemplary writing movement, exemplary beginning / beginning of the translatory periodic pattern
302
Exemplary end point of an exemplary write movement, exemplary end, exemplary end point of the translatory periodic pattern
303
Exemplary X-axis
304
Exemplary writing process, exemplary writing movement, exemplary direction of writing movement
305
Exemplary ordinate, eg X-axis portion of the location / location of the electronic pen as a function of time or phase angle
306
Exemplary ordinate, speed of a write
307
Exemplary ordinate, acceleration of a write operation
308
Exemplary ordinate, force of a write
309
Exemplary abscissa, eg time axis or phase angle over a period of 0 to 2π of a write operation of an electronic pen
310
Exemplary X-axis component / X-axis component of an exemplary positional signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary location signal profile of an exemplary electronic pen writing process
311
Exemplary X-axis component / X-axis component of an exemplary speed signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary velocity profile of an exemplary electronic pen writing process
312
Exemplary X-axis component / X-axis component of an exemplary acceleration signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary acceleration profile of an exemplary electronic pen writing process
313
Exemplary force profile, exemplary muscle activation potential of the hand or finger muscles of a user when performing a / the exemplary writing process of an electronic pen
314
Exemplary acceleration change, exemplary Acceleration deceleration / acceleration increase in positive axis direction
315
Exemplary (first) time offset / exemplary time span between a (first) pair of consecutive reverse acceleration changes
316
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in negative axis direction
317
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in negative axis direction
318
Exemplary (second) time offset / exemplary time span between a (second) pair of consecutive reverse acceleration changes
319
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in positive axis direction
320
Exemplary (first) acceleration maximum (in positive axis direction) or (first) acceleration maximum plateau (in positive axis direction)
321
Exemplary (second) acceleration maximum (in negative axis direction), or (second) acceleration maximum plateau (in negative axis direction)
322
Exemplary (third) acceleration maximum (in positive axis direction), or (third) acceleration maximum plateau (in positive axis direction)
323
Exemplary (first) force change, muscle activation potential change of the driving muscle (agonist)
324
Exemplary (second) force change, muscle activation potential change of the inhibitory muscle (antagonist)
325
Exemplary (third) force change, muscle activation potential change of the driving muscle (agonist)
326
Exemplary (fourth) force change, muscle activation potential change of the inhibitory muscle (antagonist)
400
Exemplary ordinate, eg X-axis portion of the location / location of the electronic pen as a function of time or phase angle
401
Exemplary ordinate, speed of a write
402
Exemplary ordinate, acceleration of a write operation
403
Exemplary ordinate, force of a write
404
Exemplary abscissa, eg time axis or phase angle over a period of 0 to 2π of a write operation of an electronic pen
405
Exemplary X-axis component / X-axis component of an exemplary positional signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary location signal profile of an exemplary electronic pen writing process
406
Exemplary X-axis component / X-axis component of an exemplary speed signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary velocity profile of an exemplary electronic pen writing process
407
Exemplary X-axis component / X-axis component of an exemplary acceleration signal of an exemplary electronic pen writing process, exemplary acceleration profile of an exemplary electronic pen writing process
408
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in positive axis direction
409
Exemplary (first) time offset / exemplary time span between a (first) pair of consecutive reverse acceleration changes
410
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in negative axis direction
411
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in negative axis direction
412
Exemplary (second) time offset / exemplary time span between a (second) pair of consecutive reverse acceleration changes
413
Exemplary acceleration change, exemplary acceleration drop / acceleration increase in positive axis direction
414
Exemplary (first) acceleration maximum (in the positive axis direction) or (first) acceleration maximum plateau (in the positive axial direction) with a first amplitude
415
Exemplary (second) acceleration maximum (in negative axis direction) or (second) Acceleration maximum plateau (in negative axis direction) with a second amplitude
416
Exemplary (third) acceleration maximum (in negative axis direction) or (third) acceleration maximum plateau (in negative axis direction) with a third amplitude
417
Exemplary (fourth) acceleration maximum (in positive axis direction) or (fourth) acceleration maximum plateau (in positive axis direction) with a fourth amplitude
418
Exemplary force profile, exemplary muscle activation potential of the hand or finger muscles of a user when performing a / the exemplary writing process of an electronic pen
419
Exemplary (first) force change, muscle activation potential change of the driving muscle (agonist)
420
Exemplary (second) force change, muscle activation potential change of the inhibitory muscle (antagonist)
421
Exemplary (third) force change, muscle activation potential change of the driving muscle (agonist)
422
Exemplary (fourth) force change, muscle activation potential change of the inhibitory muscle (antagonist)
423
Exemplary (first) amplitude
424
Exemplary (second) amplitude
425
Exemplary (third) amplitude
426
Exemplary (fourth) amplitude
427
Exemplary portion of the example acceleration profile whose derivative is non-zero and where at any point in the range the acceleration is nonzero, exemplary acceleration change
428
Exemplary portion of the exemplary force profile whose derivative is nonzero and where at each point of the section the force is nonzero.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 0207424 A2 [0004]WO 0207424 A2 [0004]

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Elektronischer Schreibstift (100) mit Schreibstiftpositionserkennung, umfassend eine Schreibmine, wenigstens eine elektrische Spannungsquelle, wenigstens eine digitale Recheneinheit, wenigstens ein Datenübertragungsmodul sowie eine inertiale Positionsbestimmungssensorik zur Erfassung von Lage und Bewegung des elektronischen Schreibstiftes, wobei der elektronische Schreibstift (100) konfiguriert ist für eine initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y (107, 108) auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat (106) und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat, dadurch gekennzeichnet, dass die inertiale Positionsbestimmungssensorik konfiguriert ist zur Bestimmung von Beschleunigungen und Beschleunigungsprofilen des elektronischen Schreibstiftes entlang der X-Achse (107) und entlang der Y-Achse (108) für eine Vielzahl von Paaren von verschiedenen Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse auf dem Schreibsubstrat (106), wobei für jedes Achsrichtungspaar die Achsrichtung der X-Achse (107) und die Achsrichtung der Y-Achse (108) orthogonal zueinander sind, und wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, eine Schreibrichtung zu bestimmen basierend auf der Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles (312).An electronic pen (100) with stylus position detection, comprising a writing lead, at least one electrical voltage source, at least one digital arithmetic unit, at least one data transfer module, and an inertial position sensor for detecting the location and movement of the electronic pen, the electronic pen (100) being configured for initial definition of a writing coordinate system having two mutually orthogonal axes X, Y (107, 108) on a two-dimensional writing substrate (106) and an axis Z perpendicular to the two-dimensional writing substrate, characterized in that the inertial positioning sensor system is configured to determine accelerations and acceleration profiles of the electronic pen along the X-axis (107) and along the Y-axis (108) for a plurality of pairs of different axis directions of the X-axis and Y-axis on the writing substrate (106), wherein for each axis-direction pair, the axis direction of the X-axis (107) and the axis-direction of the Y-axis (108) are orthogonal to each other, and wherein the digital computing unit is configured to determine a writing direction based on the determination of at least one characteristic Property of an acceleration profile (312) determined by the inertial positioning sensor. Elektronischer Schreibstift (100) nach Anspruch 1, wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, eine Schreibrichtung zu bestimmen basierend auf einer Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles (312), und wobei die Bestimmung besagter wenigstens einen charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles (312) die Bestimmung wenigstens zweier Zeitversätze (315, 318) zwischen wenigstens zwei Paaren aufeinanderfolgenden entgegengerichteter Beschleunigungsänderungen der Beschleunigungsprofile für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse aus der Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und der Y-Achse umfasst, und die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil (312) entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass die bestimmten Zeitversätze (315, 318) extremal, z.B. minimal und/oder maximal, und verschieden voneinander sind.Electronic pen (100) after Claim 1 wherein the digital arithmetic unit is configured to determine a writing direction based on a determination of at least one characteristic of an acceleration profile (312) determined by the inertial positioning sensor, and wherein the determination of said at least one characteristic of an acceleration profile (312) determined by the inertial positioning sensor determining at least two time offsets (315, 318) between at least two pairs of consecutive opposing acceleration changes of the acceleration profiles for a given axial direction of the x-axis and a given axis direction of the y-axis from the plurality of pairs of axis directions of the x-axis and the y-axis Axis includes, and the digital arithmetic unit is configured to determine that pair of the axis direction of the X-axis and the axis direction of the Y-axis, in which the particular acceleration profile (312) along the axial direction of an axis, eg the X-axis, which fulfills at least one characteristic property that the determined time offsets (315, 318) are extremal, eg minimum and / or maximum, and different from each other. Elektronischer Schreibstift (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert dazu ist, einen/den Zeitversatz (315, 318) zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung Y-Achse zu bestimmen basierend auf der ersten Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und Beschleunigungsprofile.The electronic pen (100) of the preceding claim, wherein the digital arithmetic unit is configured to adjust a time offset (315, 318) between a pair of consecutive reverse acceleration changes for a given axis direction of the x-axis and a given axis direction y-axis determine based on the first derivative of the particular accelerations and acceleration profiles. Elektronischer Schreibstift (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert dazu ist, den Zeitversatz (315, 318) zwischen einem Paar von aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen (314, 316, 317, 319) für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse zu bestimmen aus dem Zeitintervall, in dem die erste Ableitung der bestimmten Beschleunigungen und der Betrag der bestimmten Beschleunigungen gleich oder nahezu gleich Null sind.The electronic pen (100) of the preceding claim, wherein the digital arithmetic unit is configured to adjust the time offset (315, 318) between a pair of consecutive reverse acceleration changes (314, 316, 317, 319) for a given axis direction of the x-axis and determine a given axis direction of the Y-axis from the time interval in which the first derivative of the determined accelerations and the magnitude of the determined accelerations are equal to or nearly equal to zero. Elektronischer Schreibstift (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, eine Schreibrichtung zu bestimmen basierend auf einer Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles (407), und wobei die Bestimmung besagter charakteristischer Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles (407), die Bestimmung der Amplituden (414, 415, 416, 417) wenigstens zwei aufeinanderfolgende, entgegengerichtete Beschleunigungsänderungen des Beschleunigungsprofiles (407) für eine gegebene Achsrichtung der X-Achse und eine gegebene Achsrichtung der Y-Achse aus der Vielzahl von Paaren von Achsrichtungen der X-Achse und Y-Achse umfasst, und die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil (407) entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass die Differenz der Amplituden der wenigstens zwei aufeinanderfolgenden entgegengerichteten Beschleunigungsänderungen des Beschleunigungsprofiles extremal und verschieden von Null ist.The electronic pen (100) of claim 1, wherein the digital arithmetic unit is configured to determine a writing direction based on a determination of at least one characteristic of an acceleration profile (407) determined by the inertial positioning sensor, and wherein the determination of said characteristic property of an acceleration profile (407) determined by the inertial positioning sensor system, the determination of the amplitudes (414, 415, 416, 417) comprises at least two consecutive, opposite acceleration changes of the acceleration profile (407) for a given axial direction of the X-axis and includes a given axis direction of the Y-axis among the plurality of pairs of axis directions of the X-axis and Y-axis, and the digital arithmetic unit is configured to determine the pair of axial direction of the X axis and the axis direction of the Y axis at which the determined acceleration profile (407) along the axis direction of an axis, e.g. the X-axis satisfying at least one characteristic that the difference in the amplitudes of the at least two consecutive reverse acceleration changes of the acceleration profile is extremal and distinct from zero. Elektronischer Schreibstift (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, eine Schreibrichtung zu bestimmen basierend auf einer Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Eigenschaft eines durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles, und wobei die digitale Recheneinheit konfiguriert ist, zum Durchführen eines Vergleiches des durch die inertiale Positionsbestimmungssensorik bestimmten Beschleunigungsprofiles mit einem vorgegebenen Beschleunigungsprofil, zur Bestimmung desjenigen Paares der Achsrichtung der X-Achse und der Achsrichtung der Y-Achse, bei dem das bestimmte Beschleunigungsprofil entlang der Achsrichtung einer Achse, z.B. der X-Achse, die wenigstens eine charakteristische Eigenschaft erfüllt, dass das bestimmte Beschleunigungsprofil dem vorgegebenen Beschleunigungsprofil entspricht.The electronic pen (100) of claim 1, wherein the digital computing unit is configured to determine a writing direction based on a determination of at least one characteristic of an acceleration profile determined by the inertial positioning sensor, and wherein the digital computing unit is configured to perform a comparison by the inertial Positioning sensor of certain acceleration profiles with a predetermined acceleration profile, for determining that pair of the axial direction of the X-axis and the axis of the Y-axis, in which the specific acceleration profile along the axial direction of an axis, eg the X-axis, which meets at least one characteristic property, that the specific acceleration profile corresponds to the predetermined acceleration profile. Elektronischer Schreibstift (100) nach dem vorherigen Anspruch, wobei das vorgegebene Beschleunigungsprofil durch ein vorgegebenes translatorisches Schreibmuster (300) definiert ist, z.B. durch ein vorgegebenes Wort und/oder ein vorgegebenes translatorisches periodisches Muster, z.B. eine Girlande.An electronic pen (100) according to the preceding claim, wherein the predetermined acceleration profile is defined by a predetermined translational writing pattern (300), e.g. by a given word and / or a given translational periodic pattern, e.g. a garland. Elektronischer Schreibstift (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der elektronische Schreibstift konfiguriert ist für eine initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y (107, 108) auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat (106) und einer Achse Z senkrecht zum zweidimensionalen Schreibsubstrat, und wobei besagte initiale Festlegung eines Schreibkoordinatensystems mit zwei orthogonal zueinander stehenden Achsen X, Y auf einem zweidimensionalen Schreibsubstrat und einer Achse Z auf wenigstens eine, einige oder alle der folgenden Annahmen berücksichtigt: die Längsachse (105) des elektronischen Schreibstiftes (100) ist nicht parallel zur Schwerkraftrichtung, die Oberfläche des Schreibsubstrats (106) ist orthogonal zur Schwerkraftrichtung orientiert, der Anwender des elektronischen Schreibstiftes ist rechts- und/oder linkshändig, die Schreibrichtung ist parallel zu einem Rand des Schreibsubstrats, die Schreibrichtung aus der Perspektive des Anwenders erfolgt von links nach rechts oder von rechts nach links oder von oben nach unten.The electronic pen (100) of any one of the preceding claims, wherein the electronic pen is configured to initially define a write coordinate system having two orthogonal axes X, Y (107, 108) on a two-dimensional write substrate (106) and an axis Z perpendicular to two-dimensional writing substrate, and wherein said initial definition of a writing coordinate system having two mutually orthogonal axes X, Y on a two-dimensional writing substrate and an axis Z takes into account at least one, some or all of the following assumptions: the longitudinal axis (105) of the electronic pen (100) is not parallel to the direction of gravity, the surface of the writing substrate (106) is oriented orthogonal to the direction of gravity, the user of the electronic pen is right- and / or left-handed, the writing direction is parallel to an edge of the writing substrate, the writing direction ng from the user's perspective is from left to right or from right to left or from top to bottom.
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